The hydrogen production reaction of the proton exchange membrane (PEM) water electrolysis cell stack is the reverse reaction of the fuel cell, but the water electrolysis operation requires high pressure, and the high pressure decomposes hydrogen molecules, thus aging or causing failure in the water electrolysis cell stack. In addition, there are five important physical parameters (current, voltage, flow, pressure and temperature) inside the water electrolysis cell stack, which can change the performance and shorten the life of the cell stack. However, the present techniques obtain data only by external simulation or single measurement; they cannot collect the internal real data in operation instantly and accurately. This study discusses the causes for aging or failure, and develops an internal real-time microscopic diagnosis tool for accelerated aging of the PEM water electrolysis cell stack. A flexible integrated (current, voltage, flow, pressure and temperature) microsensor applicable to the inside (high voltage and electrochemical environment) of the PEM water electrolysis cell stack is developed by using micro-electro-mechanical systems (MEMS) technology; it is embedded in the PEM water electrolysis cell stack for microscopic diagnosis of accelerated aging, and 100-h durability and reliability tests are performed. The distribution of important physical parameters inside the PEM water electrolysis cell stack can be measured instantly and accurately, so as to adjust it to the optimal operating conditions, and the local aging and failure problems are discussed.

中文翻译：

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质子交换膜水电解槽堆加速老化的内部显微诊断

质子交换膜（PEM）水电解电池堆的制氢反应是燃料电池的逆反应，但是水电解操作需要高压，并且高压分解氢分子，从而老化或导致水中的故障电解槽堆。另外，水电解电池堆内部有五个重要的物理参数（电流，电压，流量，压力和温度），它们会改变电池堆的性能并缩短其寿命。然而，本技术仅通过外部仿真或单次测量来获得数据。他们无法即时准确地收集运行中的内部真实数据。这项研究讨论了老化或失效的原因，并开发了内部实时显微诊断工具，以加快PEM水电解池堆的老化。通过使用微机电系统（MEMS）技术开发了适用于PEM水电解池堆栈内部（高压和电化学环境）的灵活的集成式（电流，电压，流量，压力和温度）微传感器；它被嵌入到PEM水电解池堆栈中，用于微观诊断加速老化，并进行100小时的耐用性和可靠性测试。可以立即，准确地测量PEM水电解池内部重要物理参数的分布，从而将其调整到最佳操作条件，并讨论局部老化和故障问题。通过使用微机电系统（MEMS）技术开发了适用于PEM水电解池堆栈内部（高压和电化学环境）的灵活的集成式（电流，电压，流量，压力和温度）微传感器；它被嵌入到PEM水电解池堆栈中，用于微观诊断加速老化，并进行100小时的耐用性和可靠性测试。可以立即，准确地测量PEM水电解池内部重要物理参数的分布，从而将其调整到最佳操作条件，并讨论局部老化和故障问题。通过使用微机电系统（MEMS）技术开发了适用于PEM水电解池堆栈内部（高压和电化学环境）的灵活的集成式（电流，电压，流量，压力和温度）微传感器；它被嵌入到PEM水电解池堆栈中，用于微观诊断加速老化，并进行100小时的耐用性和可靠性测试。可以立即，准确地测量PEM水电解池内部重要物理参数的分布，从而将其调整到最佳操作条件，并讨论局部老化和故障问题。适用于PEM水电解池内部（高压和电化学环境）的微传感器是通过使用微机电系统（MEMS）技术开发的；它被嵌入到PEM水电解池堆栈中，用于微观诊断加速老化，并进行100小时的耐用性和可靠性测试。可以立即，准确地测量PEM水电解池内部重要物理参数的分布，从而将其调整到最佳操作条件，并讨论局部老化和故障问题。适用于PEM水电解池内部（高压和电化学环境）的微传感器是通过使用微机电系统（MEMS）技术开发的；它被嵌入到PEM水电解池堆栈中，用于微观诊断加速老化，并进行100小时的耐用性和可靠性测试。可以立即，准确地测量PEM水电解池内部重要物理参数的分布，从而将其调整到最佳操作条件，并讨论局部老化和故障问题。并进行了100小时的耐用性和可靠性测试。可以立即，准确地测量PEM水电解池内部重要物理参数的分布，从而将其调整到最佳操作条件，并讨论局部老化和故障问题。并进行了100小时的耐用性和可靠性测试。可以立即，准确地测量PEM水电解池内部重要物理参数的分布，从而将其调整到最佳操作条件，并讨论局部老化和故障问题。