Thiết kế mới “2-1 serpentine” (2 kênh đầu vào hợp thành 1 kênh cuối) giúp tăng vận tốc dòng khí ở cuối kênh, giảm ngập nước và cải thiện hiệu suất.

   - Tỷ lệ chiều rộng kênh/rib tối ưu là 1.5 (kênh 1.8 mm, rib 1.2 mm), giúp cân bằng giữa phân phối khí và áp lực tiếp xúc lên MEA.

   - Mô phỏng CFD 3D cho thấy thiết kế 2-1 serpentine có áp suất giảm thấp nhất (12.46 Pa) và mật độ dòng điện cao nhất ở điện áp 0.4 V.

   - Nhiệt độ tăng dọc theo kênh do phản ứng điện hóa, với chênh lệch ~17 ℃ trên bề mặt MEA, ảnh hưởng đến độ bền vật liệu.

   - Tăng nhiệt độ đầu vào (từ 50 ℃ lên 80 ℃) làm giảm độ ẩm màng, tăng điện trở ohmic và giảm hiệu suất.

   - Tăng hệ số stoichiometry giúp giảm hiện tượng ngập nước và cải thiện hiệu suất ở mật độ dòng cao.

   - Thiết kế kênh ảnh hưởng mạnh đến phân bố dòng điện, nhiệt độ, độ bão hòa nước và hiệu suất tổng thể.

   - Kết luận: Thiết kế kênh dẫn khí là yếu tố then chốt trong tối ưu hóa PEMFC, đặc biệt ở vùng hoạt động điện áp thấp và dòng cao