మెటల్ ఫోమ్ - ఫ్యూయల్ సెల్ కోల్డ్ స్టార్ట్ పనితీరు మెరుగుదల

వాణిజ్యీకరించబడిందిమెటల్ foamsవాటి పోరస్ మైక్రోస్ట్రక్చర్, అధిక సచ్ఛిద్రత మరియు మంచి మెకానికల్ బలం కారణంగా ఇంధన కణాల కోసం సంప్రదాయ రన్నర్‌లకు ప్రస్తుతం మంచి సంభావ్య ప్రత్యామ్నాయంగా ఉన్నాయి.
మొదట, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద సాధారణ పని పరిస్థితుల్లో బ్యాటరీ యొక్క ధ్రువణ పనితీరు విశ్లేషించబడింది. బ్యాటరీ పనితీరును పరిమితం చేసే ప్రధాన ఎలక్ట్రోడ్ కాథోడ్ అని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, రెండు సింగిల్ సెల్‌ల యానోడ్‌కు సంప్రదాయ సమాంతర ప్రవాహ మార్గాలు ఉపయోగించబడతాయి మరియు కొత్త నికెల్-మెటల్ ఫోమ్ ఫ్లో ఫీల్డ్‌తో కాథోడ్ కోసం సంప్రదాయ సమాంతర ప్రవాహ మార్గాలు ఉపయోగించబడతాయి.
రెండు ప్రవాహ క్షేత్రాలలో ప్రవాహ వ్యత్యాసాలు మరియు పనితీరు వ్యత్యాసాలను మరింత స్పష్టంగా ప్రతిబింబించడానికి, అధ్యయనం 1.5 సెం.మీ × 20 సెం.మీ (వాయువులన్నీ పొడవాటి వైపు ప్రవహిస్తాయి) పరిమాణంతో సన్నని సెల్ ప్రవాహ క్షేత్రాన్ని ఉపయోగించింది, ఇది కొంతవరకు అసలు కణాన్ని కోల్పోయింది. పనితీరు, అందువలన, సెల్ పోలరైజేషన్ పనితీరు ఎక్కువగా లేదు. అదనంగా, పరీక్షలో రెండు కణాలకు ఒకే MEA (Nafion-112) ఉపయోగించబడింది. ఫోమ్ మెటల్ ఫ్లో ఫీల్డ్‌లోని చిన్న ప్రవాహ ఛానల్ యొక్క అధిక వక్రత కారణంగా, సాంప్రదాయ ప్రవాహ క్షేత్రంలోని సాధారణ పొడవైన స్ట్రెయిట్ ఫ్లో ఛానల్‌తో పోలిస్తే రెండు చివర్లలో ఒత్తిడి తగ్గుదల ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది క్యాథోడ్, ఆపరేటింగ్‌కు గ్యాస్ సరఫరాను పెంచుతుంది. ఒత్తిడి, మరియు ఎలెక్ట్రోకెమికల్ రియాక్షన్ రేటు, మరియు అదే సమయంలో, అది ఒక నిర్దిష్ట డిగ్రీకి మరింత ఒత్తిడితో కూడిన గ్యాస్ ఇంజిన్ శక్తిని వినియోగించాల్సిన అవసరం ఉంది మరియు పంపింగ్ నష్టాన్ని పెంచుతుంది. ఉన్న కణాలకు గరిష్ట శక్తి సాంద్రత ఎక్కువగా ఉంటుందిమెటల్ ఫోమ్ప్రవాహ క్షేత్రాలు, తక్కువ ప్రవాహాల వద్ద, శక్తి సాంద్రత సాంప్రదాయ ప్రవాహ క్షేత్ర కణాల కంటే కొంచెం తక్కువగా ఉంటుంది. మొత్తంమీద, మెటల్ ఫోమ్ ఫ్లో ఫీల్డ్‌ను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలు ఇప్పటికీ ముఖ్యమైనవి. దీర్ఘకాలంలో, ఫోమ్ మెటల్ ఫ్లో ఫీల్డ్‌లో మరింత ఏకరీతి వాయువు మరియు ద్రవ నీటి ప్రవాహం కారణంగా, ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లో తక్కువ ప్రవాహ క్షేత్రాన్ని ఉపయోగించవచ్చు లేదా కాథోడ్ మరియు యానోడ్ నిలువు క్రాస్-సప్లై (యానోడ్ వాయువు వెంట ప్రవహిస్తుంది. సాంప్రదాయ ప్రవాహ వాహిక యొక్క పొడవాటి వైపు, కాథోడ్ వాయువు నురుగు ప్రవాహ క్షేత్రం యొక్క చిన్న వైపున ప్రవహిస్తుంది), ఇది కాథోడ్ ఇన్లెట్ మరియు అవుట్‌లెట్ ప్రెజర్ డ్రాప్ వల్ల కలిగే పంపింగ్ నష్టాన్ని మరింత తగ్గిస్తుంది మరియు తద్వారా గ్రహించబడుతుంది బ్యాటరీ పనితీరు మెరుగుదల, మరియు దీర్ఘకాలంలో సాధించగలిగే సాంప్రదాయ ప్రవాహ ఛానల్ కంటే పోల్చదగిన లేదా అధిక శక్తి సాంద్రతను కూడా నిర్వహిస్తుంది. అందువల్ల, సాంప్రదాయ ప్రవాహ ఛానెల్‌తో పోల్చదగిన లేదా అంతకంటే తక్కువ పంపింగ్ నష్టాన్ని కొనసాగిస్తూ సెల్ పనితీరు మెరుగుదలని గ్రహించాలని భావిస్తున్నారు.
మరోవైపు, ఉప-సున్నా ప్రారంభ పరిస్థితుల ఆందోళనను పరిష్కరించడానికి, మేము ఇంధన కణాల యొక్క డైనమిక్ ప్రారంభ పనితీరును ఫోమ్ మెటల్ ఫ్లో ఫీల్డ్ మరియు కాథోడ్ వద్ద స్థిరమైన కరెంట్ మరియు స్థిరమైన వోల్టేజ్ మోడ్‌ల క్రింద సంప్రదాయ సమాంతర ప్రవాహ ఛానెల్‌తో సమగ్రంగా పోల్చాము.
మరోవైపు, జనాదరణ పొందిన ఉప-సున్నా ప్రారంభ స్థితి కోసం, మేము ఇంధన కణాల యొక్క డైనమిక్ ప్రారంభ పనితీరును ఫోమ్ మెటల్ ఫ్లో ఫీల్డ్ మరియు కాథోడ్ వద్ద స్థిరమైన కరెంట్ మరియు స్థిరమైన వోల్టేజ్ మోడ్‌ల క్రింద సంప్రదాయ సమాంతర ప్రవాహ ఛానెల్‌తో సమగ్రంగా పోల్చాము.
ఫోమ్-మెటల్ ఫ్లో ఫీల్డ్ స్టార్టప్ మరియు విజయవంతమైన ప్రారంభ సమయంలో స్థిరమైన సెల్ పనితీరుతో అద్భుతమైన ప్రయోజనాలను చూపుతుంది, అయితే దీనికి విరుద్ధంగా, సంప్రదాయ సమాంతర-ప్రవాహ ఛానల్ సెల్, ఆపరేషన్ సమయంలో తక్కువ మరియు అస్థిర సెల్ అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌తో, ఉష్ణ ఉత్పత్తి రేటు మరియు ఉష్ణోగ్రతను మెరుగుపరుస్తుంది. కొంత వరకు పెరుగుదల రేటు, కానీ తక్కువ ప్రవాహ మార్గాల కారణంగా, ఐసింగ్ మరియు అడ్డుపడే అవకాశం సరళంగా పెరుగుతుంది (ప్రవాహ మార్గాల సంఖ్యపై ఆధారపడి), ఇది దారితీస్తుంది దాని హెచ్చుతగ్గుల సెల్ అవుట్‌పుట్ పనితీరు అయినప్పటికీ, మంచు అడ్డుపడే సంభావ్యత సరళంగా పెరుగుతుంది (ప్రవాహ మార్గాల సంఖ్యపై ఆధారపడి), దీని ఫలితంగా సెల్ అవుట్‌పుట్ పనితీరు హెచ్చుతగ్గులకు గురవుతుంది మరియు ప్రారంభ వైఫల్యం యొక్క సంభావ్యత పెరుగుతుంది.
సారాంశంలో, ఇంధన సెల్ యొక్క అద్భుతమైన పోరస్ నిర్మాణంనురుగు మెటల్ఫ్లో ఫీల్డ్ గది ఉష్ణోగ్రత ఆపరేషన్ మరియు సబ్-జీరో డైనమిక్ స్టార్టప్ పరిస్థితులు రెండింటిలోనూ సాంప్రదాయ "ట్రెంచ్-రిడ్జ్" ఫ్లో ఛానెల్‌తో సెల్‌పై గణనీయమైన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది.
గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద బ్యాటరీ యొక్క గరిష్ట శక్తి సాంద్రత మరియు అంతిమ ప్రస్తుత సాంద్రత సుమారు 25% పెరిగింది;
ఉప-సున్నా ప్రారంభ పరిస్థితులలో, ఫోమ్ మెటల్ ఫ్లో ఫీల్డ్‌తో బ్యాటరీల పనితీరు ప్రారంభ సమయంలో సున్నితంగా ఉంటుంది మరియు తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత స్వీయ-ప్రారంభ సామర్థ్యం బాగా మెరుగుపడుతుంది.
అదనంగా, వాహకతను పెంచడానికి బంగారు పూత, మరింత సముచితమైన హైడ్రోఫోబిసిటీ మరియు తుప్పు నిరోధక చికిత్సలు మరియు ఉపయోగంనురుగు పదార్థాలుమరింత అనుకూలీకరించిన రంధ్ర పరిమాణాలు, సచ్ఛిద్రత మరియు కుదింపు నిష్పత్తులతో, ఇంధన ఘటం యొక్క కార్యాచరణ పనితీరును మరింత బలోపేతం చేస్తుంది మరియు కోల్డ్-స్టార్ట్ సైకిల్ యొక్క మన్నికను పెంచుతుంది.