మన్నిక పరీక్ష మరియు ఇంధన కణాలకు ప్రోటాన్ మార్పిడి పొర యొక్క పరిశోధన

సారాంశం:ప్రోటాన్ మార్పిడి పొర (పెమ్)ఇంధన కణాల ప్రధాన భాగం. PEM పై రసాయన మరియు యాంత్రిక ఒత్తిడి యొక్క కలపడం యొక్క ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి, ఈ కాగితంలో చక్రీయ ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ (COCV) వేగవంతమైన ఒత్తిడి పరీక్ష (AST) ప్రతిపాదించబడింది. PEM యొక్క మన్నికను ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ (OCV), తడి-పొడి చక్రం (RHC) మరియు COCV ద్వారా పరీక్షించారు. హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రస్తుత సాంద్రత మరియు PEM యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పనితీరు విశ్లేషించబడింది, మరియు విఫలమైన PEM ను పరారుణ ఉష్ణోగ్రత కొలత మరియు స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (SEM) ద్వారా వర్గీకరించారు. మూడు పని పరిస్థితులలో PEM యొక్క అటెన్యుయేషన్ పరిశోధించబడింది. సింగిల్ సెల్ యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ 504 హెచ్ COCV ఆపరేషన్ తర్వాత 5.3% తగ్గిందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి, అయితే OCV మరియు RHC పరిస్థితుల తరువాత ఒకే కణం యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ అటెన్యుయేషన్ రేట్లు వరుసగా 1.0% మరియు 1.1%, COCV పరిస్థితులు పొర ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క అధోకరణం వేగవంతం అవుతున్నాయని సూచిస్తుంది. PEM యొక్క హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రవాహం పెరిగింది మరియు మందం తగ్గిందని విశ్లేషణ చూపిస్తుంది. అందువల్ల, ఈ పని పరిస్థితిని OCV మరియు RHC లకు అనుబంధ పరిష్కారంగా ఉపయోగించవచ్చు మరియు రసాయన మరియు యాంత్రిక క్షీణత యొక్క కలపడం ప్రభావం PEM కోసం సమగ్రంగా అధ్యయనం చేయబడింది.

0. పరిచయం

ప్రస్తుతం, ఇంధన కణాలు ప్రపంచవ్యాప్తంగా వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్నాయి మరియు రవాణా, స్థిర విద్యుత్ సరఫరా మరియు పోర్టబుల్ పరికరాలు వంటి అనేక రంగాలలో వర్తించబడ్డాయి. ఆటోమోటివ్ ఫీల్డ్‌లో,ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ పొర ఇంధనసున్నా ఉద్గారాలు, అధిక సామర్థ్యం మరియు వేగంగా ప్రారంభించడం వంటి వాటి ప్రయోజనాల కారణంగా ఎక్కువ శ్రద్ధ వహించారు. ఏదేమైనా, PEMFC యొక్క ఖర్చు మరియు మన్నిక ఇప్పటికీ దాని పెద్ద-స్థాయి వాణిజ్యీకరణకు ప్రధాన అవరోధాలు. ఇంధన కణాల యొక్క ప్రధాన భాగం,ప్రోటాన్ మార్పిడి పొర(PEM) ప్రధానంగా ప్రోటాన్లు నిర్వహించడం మరియు యానోడ్ మరియు కాథోడ్ వాయువులను వేరు చేయడం వంటి పాత్రను పోషిస్తుంది. దీని మన్నిక ఇంధన కణాల మన్నికను నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. అందువల్ల, ఇంధన కణాల పనితీరును మెరుగుపరచడానికి PEM యొక్క మన్నికపై లోతైన పరిశోధన చాలా ప్రాముఖ్యత కలిగి ఉంది.

PEM అనేది అయాన్ సెలెక్టివ్ పారగమ్యతతో సన్నని ఫిల్మ్ మెటీరియల్. దీని మన్నిక రెండు అంశాలుగా విభజించబడింది: రసాయన మన్నిక మరియు యాంత్రిక మన్నిక. దీని రసాయన మన్నిక ఇంధన కణం యొక్క ఆపరేషన్ సమయంలో రసాయన తుప్పు, ఆక్సీకరణ మరియు తగ్గింపు ప్రతిచర్యలను నిరోధించే PEM యొక్క సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది; మెకానికల్ మన్నిక అనేది పీమ్ యొక్క నిర్మాణాత్మక సమగ్రత మరియు పనితీరు స్థిరత్వాన్ని కొనసాగించే సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది, ఇది ఒత్తిడి మరియు ఉద్రిక్తత వంటి బాహ్య శక్తులకు లోబడి ఉంటుంది. అదేవిధంగా, ఇంధన కణ ఆపరేషన్ సమయంలో PEM యొక్క క్షీణత విధానం కూడా రసాయన క్షీణత మరియు యాంత్రిక క్షీణతగా విభజించబడింది. PEM యొక్క రసాయన క్షీణత ఫ్రీ రాడికల్ దాడి వల్ల వస్తుంది. హైడ్రాక్సిల్ (హో ·), హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ (హూ ·) మరియు హైడ్రోజన్ (హెచ్ ·) ఫ్రీ రాడికల్స్ పొరకు హానికరం అని భావిస్తారు. ఇంధన సెల్ యొక్క యానోడ్ లేదా కాథోడ్ వద్ద హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ ఖండన వద్ద, H2O2 H2O2 ను ఉత్పత్తి చేయడానికి సులభంగా ప్రతిస్పందించబడుతుంది. H2O2 Fe2+మరియు Cu2+వంటి లోహ అయాన్లను (㎡+) ఎదుర్కొన్నప్పుడు, ఇది ఫ్రీ రాడికల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి కుళ్ళిపోతుంది. ఫ్రీ రాడికల్స్ ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ పొర యొక్క ప్రధాన గొలుసు మరియు వైపు గొలుసుపై దాడి చేస్తాయి, తద్వారా పొర యొక్క క్షీణతకు కారణమవుతుంది. ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ (OCV) పరిస్థితులు అధిక స్థాయి రసాయన క్షీణతకు దారితీస్తాయని అధ్యయనాలు చూపించాయి, ఇది ప్రత్యేకంగా స్థానిక సన్నబడటానికి వ్యక్తమవుతుందిప్రోటాన్ మార్పిడి పొరమరియు మురుగునీటిలో ఫ్లోరైడ్ విడుదల. ఇంధన కణంలో ఉష్ణోగ్రత మరియు తేమలో మార్పులు మరియు తేమలో మార్పుల కారణంగా పొర యొక్క నీటి కంటెంట్ మార్పుల వల్ల PEM ల యొక్క యాంత్రిక క్షీణత వస్తుంది. ఉష్ణోగ్రత మరియు తేమలో మార్పులు చక్రీయ విస్తరణ మరియు పొర యొక్క సంకోచానికి కారణమవుతాయి, ఇది ప్రోటాన్ మార్పిడి పొర యొక్క క్రీప్ మరియు అలసటకు కారణమవుతుంది మరియు పొర యొక్క ఉపరితలంపై పగుళ్లు, కన్నీళ్లు మరియు పిన్‌హోల్స్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

యునైటెడ్ స్టేట్స్ డిపార్ట్మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ (DOE) కోసం ప్రామాణిక వేగవంతమైన ఒత్తిడి పరీక్ష (AST) ను అభివృద్ధి చేసిందిప్రోటాన్ మార్పిడి పొరక్షీణత పొర యొక్క రసాయన క్షీణత మరియు యాంత్రిక క్షీణతను వేగవంతం చేయడానికి. ఈ పరీక్ష పథకం PEM లను పరీక్షించడానికి మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి సహాయకారిగా ఉన్నప్పటికీ, ఇంధన కణ ఆపరేషన్ సమయంలో PEM ఎదుర్కొన్న పరిస్థితుల యొక్క మిశ్రమ ప్రభావాలను అవి అంచనా వేయలేరు. రసాయన క్షీణత మరియు యాంత్రిక క్షీణత ఒకేసారి ఉన్నందున, రసాయన మరియు యాంత్రిక ఒత్తిళ్ల కలయిక పొర క్షీణతను తీవ్రతరం చేస్తుంది. రసాయన ఒత్తిడి మరియు యాంత్రిక ఒత్తిడిని కలపడం కింద PEM యొక్క నిరోధకతను అంచనా వేయడానికి, ఈ కాగితం చక్రీయ ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ (COCV) AST పరిస్థితిని ప్రతిపాదిస్తుంది. ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ పొర యొక్క మన్నిక ఈ స్థితిలో పరీక్షించబడింది మరియు OCV మరియు సాపేక్ష ఆర్ద్రత సైక్లింగ్ (RHC) వేగవంతమైన పరీక్షల తరువాత ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ పొర యొక్క పరీక్ష ఫలితాలతో పోల్చబడింది. మూడు AST పరిస్థితులలో ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ పొర యొక్క అటెన్యుయేషన్ హైడ్రోజన్ పెర్మియేషన్ కరెంట్ డెన్సిటీ మరియు ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పరీక్షలు, అలాగే పరారుణ ఉష్ణోగ్రత కొలత, స్కాన్ చేయడం ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ మరియు ఇతర క్యారెక్టరైజేషన్ పద్ధతులు మరియు రసాయన, యాంత్రిక క్షీణత యొక్క ప్రభావాలు మరియు ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ పొర యొక్క మన్నికపై వాటి కప్లింగ్ అధ్యయనం చేయబడ్డాయి.

1. ప్రయోగం

1.1 సింగిల్ సెల్ అసెంబ్లీ

సింగిల్ సెల్ లో మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్, సీలింగ్ వైర్, గ్రాఫైట్ ప్లేట్, ప్రస్తుత కలెక్టర్ మరియు ఎండ్ ప్లేట్ ఉంటాయి. మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ ఉత్ప్రేరక-పూతతో కూడిన PEM మరియు కార్బన్ కాగితాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఉత్ప్రేరకం 44 సెం.మీ 2 యొక్క ప్రభావవంతమైన క్రియాశీల వైశాల్యంతో PT/C ఉత్ప్రేరకం. గ్రాఫైట్ ప్లేట్ ప్రవాహ క్షేత్రం సమాంతర ప్రవాహ క్షేత్రం. సమాంతర పరీక్ష కోసం అదే ప్రక్రియ మరియు పదార్థాలను ఉపయోగించి మూడు సింగిల్ కణాలు సమావేశమయ్యాయి.

1.2AST పని పరిస్థితులు

ఈ ప్రయోగంలో OCV మరియు RHC పరీక్షల యొక్క పని పరిస్థితులు DOE పరీక్ష ప్రణాళికను సూచిస్తాయి మరియు నిర్దిష్ట పరీక్ష పరిస్థితులు టేబుల్ 1 లో చూపించబడ్డాయి. OCV పరీక్ష సమయంలో, ఓపెన్ సర్క్యూట్ 500 గంటలు నిర్వహించబడే వరకు ప్రతి 48 గంటలకు హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రస్తుత సాంద్రత పరీక్షించబడుతుంది; RHC పరీక్ష సమయంలో, సింగిల్ సెల్ ఒక చక్రం కోసం 2 నిమిషాల పొడి వాయువు మరియు 2 నిమిషాల తడి వాయువును నడిపింది, మరియు హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రస్తుత సాంద్రత మరియు ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పరీక్షలు ప్రతి 2000 చక్రాల తర్వాత, మొత్తం 20,000 చక్రాల కోసం జరిగాయి.

COCV పరీక్ష OCV మరియు RHC పరీక్షల కలయిక. టేబుల్ 1 లో చూపిన పరిస్థితుల ప్రకారం, OCV పరీక్ష మొదట 5 గంటలు జరిగింది, ఆపై RHC పరీక్ష 1 గంటకు జరిగింది, వీటిలో 40 నిమిషాల పొడి గ్యాస్ పరీక్ష మరియు 20 నిమిషాల తడి గ్యాస్ పరీక్ష ఉన్నాయి. OCV మరియు RHC పూర్తి చేయడం 1 COCV చక్రం. ప్రతి 4 COCV చక్రాల తర్వాత హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రస్తుత సాంద్రత మరియు ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ పరీక్ష జరిగింది. సింగిల్ సెల్ యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ ప్రారంభ విలువలో 20% కి పడిపోయినప్పుడు లేదా అకస్మాత్తుగా బాగా పడిపోయినప్పుడు పరీక్ష ఆగిపోయింది.

1.3 మెటీరియల్ క్యారెక్టరైజేషన్

సింగిల్ సెల్ మన్నిక పరీక్ష తరువాత, విఫలమైన మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను పరిశీలించడానికి పరారుణ థర్మామీటర్ ఉపయోగించబడింది. మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క రెండు వైపులా వరుసగా హైడ్రోజన్ మరియు గాలి. ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ పొర దెబ్బతిన్నట్లయితే లేదా పిన్‌హోల్స్ ఉంటే, ఆ ప్రదేశంలో ఉష్ణోగ్రత ఇతర ప్రదేశాల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. విఫలమైన ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ పొర యొక్క క్రాస్ సెక్షన్‌ను గమనించడానికి మరియు విశ్లేషించడానికి స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ ఉపయోగించబడింది.

2. ఫలితాలు మరియు చర్చ

2.1 ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ యొక్క అటెన్యుయేషన్

మూర్తి 1 అనేది COCV సైకిల్ పరీక్ష తర్వాత చక్రాల సంఖ్య మరియు సమయంతో ఒకే సెల్ యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ యొక్క మార్పును చూపించే గ్రాఫ్. మూర్తి 1 లో చూపినట్లుగా, COCV పరీక్ష యొక్క మొదటి 80 చక్రాలకు ముందు, సింగిల్ సెల్ యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ 0.936V మరియు 0.960V మధ్య హెచ్చుతగ్గులకు గురైంది, ఇది బ్యాటరీ పనితీరు ప్రాథమికంగా స్థిరంగా ఉందని సూచిస్తుంది; COCV పరీక్ష యొక్క 80 చక్రాల తరువాత, సింగిల్ సెల్ యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ అకస్మాత్తుగా తీవ్రంగా క్షీణించింది, ఇది ప్రోటాన్ మార్పిడి పొర దెబ్బతిన్నదని సూచిస్తుంది, కన్నీళ్లు లేదా పిన్‌హోల్స్‌తో, ఫలితంగా హైడ్రోజన్ పారగమ్యత అకస్మాత్తుగా పెరుగుతుంది. ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ చాలా తక్కువగా ఉండకుండా ఉండటానికి మరియు తరువాతి పరీక్షల సమయంలో హైడ్రోజన్ పారగమ్యత తీవ్రంగా ఉండటానికి, ఇది హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ మధ్య ప్రత్యక్ష ప్రతిచర్యకు దారితీస్తుంది, COCV పరీక్ష మొత్తం 88 చక్రాలు లేదా 528 గంటలు నిర్వహించబడింది.

OCV, RHC మరియు COCV పరీక్షలకు ముందు మరియు తరువాత సింగిల్ సెల్ యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్‌లో మార్పును మూర్తి 2 చూపిస్తుంది. మూర్తి 2 లో చూపినట్లుగా, 500 గంటలు పూర్తి OCV పరీక్ష తర్వాత సింగిల్ సెల్ యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ క్షయం రేట్లు మరియు 1333 గంటలు RHC పరీక్ష వరుసగా 1.0% మరియు 1.1%, మరియు వోల్టేజ్ క్షయం స్పష్టంగా లేదు; 504 గంటలు COCV పరీక్ష తర్వాత ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ క్షయం రేటు 5.3%కి చేరుకుంది, ఈ పథకం స్థిరమైన-రాష్ట్ర OCV యొక్క రసాయన క్షీణత మరియు ఆవర్తన పొడి-తడి చక్రం యొక్క యాంత్రిక క్షీణతను కలిపిన తరువాత మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క క్షీణతను మరింత వేగవంతం చేసిందని మరియు రసాయన క్షీణత మధ్య స్పష్టమైన కప్పడం మధ్య స్పష్టమైన కప్పడం ఉంది. PEM యొక్క రసాయన క్షీణత తరువాత, దాని పరమాణు గొలుసు విరిగిపోతుంది, దీని ఫలితంగా దాని భౌతిక నిర్మాణంలో మార్పులు ఏర్పడతాయి, ఇది యాంత్రిక లక్షణాల క్షీణతను మరింత వేగవంతం చేస్తుంది; మరియు యాంత్రిక లక్షణాల క్షీణత హైడ్రోజన్ యొక్క విస్తరణ పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది, తద్వారా ఎక్కువ ఫ్రీ రాడికల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు PEM యొక్క రసాయన క్షీణతను మరింత వేగవంతం చేస్తుంది. PEM వరుసగా రసాయన మన్నిక మరియు యాంత్రిక మన్నిక యొక్క అవసరాలను తీర్చగలిగినప్పటికీ, దాని మన్నిక ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలలో ధృవీకరించబడాలి.

2.2 హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రవాహం యొక్క విశ్లేషణ

వేర్వేరు పని పరిస్థితులలో ఆపరేషన్ సమయంలో ఒకే కణం యొక్క హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రస్తుత సాంద్రత మార్పు వక్రత మూర్తి 3 లో చూపబడింది. PEM యొక్క OCV మరియు RHC పరీక్షల సమయంలో, హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రస్తుత సాంద్రత పెద్దగా మారలేదు; COCV పరీక్ష సమయంలో, హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రస్తుత సాంద్రత ప్రారంభ విలువ నుండి 5.4mA/cm నుండి 504H వద్ద 14.4ma/cm కు పెరిగింది. ఫెరడే చట్టం ప్రకారం, మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రవాహాన్ని J --- సూత్రం ప్రకారం లెక్కించవచ్చు. వాటిలో, DJ. హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రవాహం, 1. హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రవాహం, A మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క క్రియాశీల ప్రాంతం, F ఫెరడే స్థిరాంకం, మరియు N అనేది ప్రతిచర్యలో పొందిన లేదా కోల్పోయిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య. 504H వద్ద హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రవాహం 7.44x10-8mol/cm '. హైడ్రోజన్ పారగమ్యంలో గణనీయమైన పెరుగుదల PEM యొక్క గ్యాస్ అవరోధం పనితీరు తగ్గిందని మరియు PEM లో చిన్న రంధ్రాలు ఏర్పడ్డాయని సూచిస్తుంది.

2.3 మెటీరియల్ క్యారెక్టరైజేషన్ విశ్లేషణ

COCV పరీక్ష తర్వాత మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ పరారుణ ఉష్ణోగ్రత కొలత విశ్లేషణకు లోబడి ఉంది, మరియు ఫలితాలు మూర్తి 4 లో చూపించబడ్డాయి. మూర్తి 4 నుండి చూడగలిగినట్లుగా, హైడ్రోజన్ ఇన్లెట్ వైపు ఉన్న మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత ఇతర ప్రాంతాల కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఈ ప్రాంతంలో హైడ్రోజన్ పెర్మియేషన్ పెద్దదని సూచిస్తుంది, అంటే PEM యొక్క అధోకరణం మరింత తీవ్రమైనది. గణాంకాలు 5 (ఎ) మరియు (బి) COCV వర్కింగ్ కండిషన్ పరీక్షకు ముందు మరియు తరువాత PEM యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ SEM చిత్రాలను చూపుతాయి. ఫిగర్ నుండి చూడగలిగినట్లుగా, COCV వర్కింగ్ కండిషన్ ఆపరేషన్ తర్వాత PEM యొక్క మందం 15μm నుండి 11μm కు తగ్గించబడింది, ముఖ్యంగా పొర యొక్క కాథోడ్ రెసిన్ పొర మరింత తీవ్రంగా సన్నగా ఉంది, సుమారు 40%సన్నబడదు. మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క వైఫల్యానికి ప్రధాన కారణం వర్కింగ్ కండిషన్ ఆపరేషన్ సమయంలో రసాయన క్షీణత అని చూడవచ్చు, ఇది PEM సన్నబడటానికి దారితీస్తుంది, ముఖ్యంగా కాథోడ్ రెసిన్ పొర. ఎందుకంటే హైడ్రోజన్ ఇన్లెట్ వద్ద ఉన్న పీడనం పొర ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఇతర భాగాల కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, మరియు యానోడ్ నుండి కాథోడ్ వరకు హైడ్రోజన్ ఏకాగ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది మెమ్బ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క కాథోడ్ వైపు ఎక్కువ ఫ్రీ రాడికల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, తద్వారా పెమ్ కాథోడ్ రెసిన్ పొర యొక్క రసాయన క్షయం వేగవంతం అవుతుంది. అదే సమయంలో, పొడి మరియు తడి గ్యాస్ చక్రంలో, హైడ్రోజన్ ఇన్లెట్ వద్ద పొడి మరియు తడి డిగ్రీ చాలా తేడా ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా ఇన్లెట్ వద్ద గరిష్ట యాంత్రిక ఒత్తిడి ఏర్పడుతుంది, PEM యొక్క క్షయం మరింత తీవ్రతరం అవుతుంది. రసాయన మరియు యాంత్రిక కలపడం కారకాల చర్యలో, హైడ్రోజన్ ఇన్లెట్ వద్ద ఉన్న PEM చివరికి విఫలమవుతుంది.

3. తీర్మానం

ఈ కాగితం PEM యొక్క మన్నికను పరీక్షించడానికి COCV పరిస్థితులను ఉపయోగిస్తుంది మరియు OCV మరియు RHC వేగవంతమైన పరీక్షల తరువాత PEM యొక్క పరీక్ష ఫలితాలను పోల్చి చూస్తుంది. COCV పరిస్థితులలో 504H ఆపరేషన్ తరువాత, ఒకే కణం యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ 5.3%తగ్గింది, అయితే పూర్తి OCV మరియు RHC పరీక్షల తర్వాత ఒకే కణం యొక్క ఓపెన్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ అటెన్యుయేషన్ రేట్లు వరుసగా 1.0%మరియు 1.1%, ఇది COCV పరిస్థితులు పొర ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క అధోకరణాన్ని వేగవంతం చేశాయని సూచిస్తుంది. హైడ్రోజన్ పారగమ్య ప్రస్తుత సాంద్రత మరియు SEM విశ్లేషణ PEM యొక్క హైడ్రోజన్ ప్రవాహం పెరుగుతుందని మరియు మందం తగ్గుతుందని చూపిస్తుంది. అందువల్ల, ఈ COCV పరిస్థితిని OCV మరియు RHC పరిస్థితులకు అనుబంధ పరిష్కారంగా ఉపయోగించవచ్చు మరియు ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ పొరలపై వేగవంతమైన ఒత్తిడి పరీక్ష పరిశోధనను నిర్వహించడానికి రసాయన మరియు యాంత్రిక క్షీణత యొక్క కలపడం విలీనం అవుతుంది.