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Janus Gas Diffusion Layer for Enhanced Water Management in Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs)
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2022-10-14 , DOI: 10.1021/acsenergylett.2c02012 Qinglin Wen 1, 2 , Saifei Pan 1, 2 , Yali Li 1, 2 , Chuang Bai 1, 2 , Min Shen 2 , Hanqing Jin 2, 3 , Fandi Ning 2 , Xuwei Fu 2, 3 , Xiaochun Zhou 1, 2, 3
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2022-10-14 , DOI: 10.1021/acsenergylett.2c02012 Qinglin Wen 1, 2 , Saifei Pan 1, 2 , Yali Li 1, 2 , Chuang Bai 1, 2 , Min Shen 2 , Hanqing Jin 2, 3 , Fandi Ning 2 , Xuwei Fu 2, 3 , Xiaochun Zhou 1, 2, 3
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The proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is one of the most promising energy conversion devices. However, a PEMFC is hindered by the serious problem of water management. Herein, a Janus gas diffusion layer (Janus GDL) that can spontaneously transport water from the hydrophobic side to the hydrophilic side was prepared by layer-by-layer filtration and laser drilling. The Janus GDL exhibits a remarkable antiflooding capability at the equivalent current density of 3.25 A cm–2 (2.3–2.5 times compared to the commercial GDL) in the half-cell. Because of the low water breakthrough pressure (29 Pa), the Janus GDL drains excessive water immediately, thus preventing heavy electrode floodings. As a result, the Janus GDL shows a higher peak power density (1.89 W cm–2 vs 1.17 W cm–2 of commercial GDL). Therefore, the Janus GDL is promising for use in PEMFCs and other electrochemical devices to get a good water management.
中文翻译:
用于增强质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 中的水管理的 Janus 气体扩散层
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是最有前途的能量转换装置之一。然而,PEMFC 受到严重的水管理问题的阻碍。在此,通过逐层过滤和激光钻孔制备了可以自发地将水从疏水侧传输到亲水侧的Janus气体扩散层(Janus GDL)。Janus GDL 在半电池中的等效电流密度为 3.25 A cm –2(是商业 GDL 的 2.3-2.5 倍)时表现出卓越的抗洪泛能力。由于低水突破压力 (29 Pa),Janus GDL 立即排出过多的水,从而防止重度电极泛滥。因此,Janus GDL 显示出更高的峰值功率密度(1.89 W cm –2对 1.17 W cm–2商业 GDL)。因此,Janus GDL 有望用于 PEMFC 和其他电化学设备,以获得良好的水管理。
更新日期:2022-10-14
中文翻译:
用于增强质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 中的水管理的 Janus 气体扩散层
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是最有前途的能量转换装置之一。然而,PEMFC 受到严重的水管理问题的阻碍。在此,通过逐层过滤和激光钻孔制备了可以自发地将水从疏水侧传输到亲水侧的Janus气体扩散层(Janus GDL)。Janus GDL 在半电池中的等效电流密度为 3.25 A cm –2(是商业 GDL 的 2.3-2.5 倍)时表现出卓越的抗洪泛能力。由于低水突破压力 (29 Pa),Janus GDL 立即排出过多的水,从而防止重度电极泛滥。因此,Janus GDL 显示出更高的峰值功率密度(1.89 W cm –2对 1.17 W cm–2商业 GDL)。因此,Janus GDL 有望用于 PEMFC 和其他电化学设备,以获得良好的水管理。