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【2h】

Impact of micro-porous layer on liquid water distribution at the catalyst layer interface and cell performance in a polymer electrolyte membrane fuel cell

机译：微孔层对聚合物电解质膜燃料电池中催化剂层界面处液态水分布和电池性能的影响

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In polymer electrolyte membrane fuel cells, a gas diffusion layer (GDL) with a micro-porous layer (MPL) gives better anti-flooding performance than GDLs without an MPL. To investigate the function and mechanism of the MPL to suppress water flooding, the liquid water distribution at the cathode catalyst layer (CL) surface are observed by a freezing method; in the method liquid water is immobilized in ice form by rapid freezing, followed by disassembling the cell for observations. The ice covered area is quantified by image processing and cells with and without an MPL are compared. The results show that the MPL suppresses water accumulation at the interface due to smaller pore size and finer contact with the CL, and this results in less water flooding. Investigation of ice formed after −10 °C cold start shutdowns and the temporary performance deterioration at ordinary temperatures also indicates a significant influence of the liquid water accumulating at the interface. The importance of the fine contact between CL and MPL, the relative absence of gaps, is demonstrated by a gas diffusion electrode (GDE) which is directly coated with catalyst ink on the surface of the MPL achieving finer contact of the layers.
机译：在聚合物电解质膜燃料电池中，具有微孔层（MPL）的气体扩散层（GDL）比没有MPL的GDL具有更好的抗溢流性能。为了研究MPL抑制水驱的功能和机理，采用冷冻法观察了阴极催化剂层（CL）表面的液态水分布。在该方法中，通过快速冷冻将液态水固定在冰块中，然后拆卸电池进行观察。通过图像处理量化冰覆盖面积，并比较有和没有MPL的细胞。结果表明，MPL由于较小的孔径和与CL的接触而抑制了界面处的水积聚，从而减少了水驱。对-10°C冷启动关闭后形成的冰和常温下的暂时性能下降进行的研究也表明，界面处积聚的液态水也有很大影响。 CL和MPL之间的精细接触的重要性（相对没有间隙）通过气体扩散电极（GDE）得以证明，该电极直接在MPL的表面上涂覆了催化剂墨水，从而实现了各层之间的更好接触。

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