Emerging Flexible Sensor Technologies for In-Situ Monitoring in PEMFCs: A Comprehensive Review

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a comprehensive overview of flexible sensor technologies for PEMFC monitoring, detailing operating principles and recent advances for researchers in fuel cell and sensor fields.

🏢実務担当者:Guides selection of flexible sensors for integration into fuel cell stacks, enabling real-time multi-parameter monitoring to enhance product performance and durability.

プロトン交換膜燃料電池（PEMFC）は、水素ベースのクリーンエネルギーシステムへの移行において極めて重要な役割を果たす。しかしながら、その性能と耐久性は内部環境条件に非常に敏感であり、それらをリアルタイムで監視することは依然として困難である。従来の監視手法は、侵襲的または非侵襲的を問わず、空間的・時間的分解能の低さ、構造の複雑さ、あるいはスタック統合との非適合性といった限界にしばしば悩まされている。本包括的レビューは、PEMFCにおけるin-situ多パラメータ監視のための有望なアプローチとして、新興のフレキシブルセンサー技術へのパラダイムシフトに焦点を当てる。我々は、非侵襲的および侵襲的センシング戦略の両方を体系的に分類・評価し、それらの動作原理、利点、および限界を詳述する。特に、構造的破壊を最小限に抑えつつ、温度、湿度、圧力、ガス組成、電圧、および電流のリアルタイム監視を可能にするフレキシブルマイクロセンサーに重点を置く。さらに、適用シナリオに応じたPEMFCにおけるin-situ監視のためのフレキシブルセンサーの最近の進歩を要約する。単一パラメータセンシングから多パラメータ統合への移行、ならびに単セル研究からスタックレベル応用への移行についても議論する。最後に、センサー統合と燃料電池性能の間のトレードオフを検討し、インテリジェントなPEMFC管理のためのセンサー耐久性、空間分解能、およびシステムレベル統合の向上を目的とした将来の研究の方向性を提案する。本レビューは、PEMFCのin-situ多パラメータ監視を可能にする上でのフレキシブルセンサー技術の新たな役割に焦点を当て、センサー統合と燃料電池性能の間のトレードオフに特に注意を払う。これは、PEMFCのインテリジェント管理を進めるためのセンサー開発に関する指針と新たな洞察を提供する。 • PEMFC内部パラメータのin-situ監視のための代表的な侵襲的および非侵襲的手法がレビューされる。 • 代表的なフレキシブルセンサーが、動作原理と製造方法の観点から要約される。 • PEMFCにおけるin-situ監視のためのフレキシブルセンサーの現状が議論される。 • in-situ PEMFC監視のためのフレキシブルセンサー技術開発の将来の方向性が展望される。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) play a crucial role in the transition toward hydrogen-based clean energy systems. However, their performance and durability are highly sensitive to internal environmental conditions, which remain difficult to monitor in real time. Traditional monitoring methods, whether intrusive or non-intrusive, often suffer from limitations such as low spatial and temporal resolution, structural complexity, or incompatibility with stack integration. This comprehensive review highlights the paradigm shift toward emerging flexible sensor technologies as a promising approach for in-situ, multi-parameter monitoring in PEMFCs. We systematically categorize and evaluate both non-intrusive and intrusive sensing strategies, detailing their operating principles, advantages, and limitations. Special emphasis is placed on flexible microsensors, which enable real-time monitoring of temperature, humidity, pressure, gas composition, voltage, and current with minimal structural disruption. We further summarize recent advances of flexible sensors for in-situ monitoring in PEMFCs according to application scenarios. The transition from single-parameter sensing to multi-parameter integration, as well as from single-cell investigations to stack-level applications, is also discussed. Finally, we examine the trade-offs between sensor integration and fuel cell performance, and propose future research directions aimed at improving sensor durability, spatial resolution, and system-level integration for intelligent PEMFC management. This review focuses on the emerging role of flexible sensor technologies in enabling in-situ, multi-parameter monitoring of PEMFCs, with particular attention to the trade-off between sensor integration and fuel cell performance. It offers guidance and new insights into sensor development for advancing the intelligent management of PEMFCs. • Typical intrusive and non-intrusive techniques for in-situ monitoring of internal PEMFC parameters are reviewed. • Representative flexible sensors are summarized in terms of operating principles and manufacturing methods. • The current state of flexible sensors for in-situ monitoring in PEMFCs is discussed. • Future directions for the development of flexible sensor technologies for in-situ PEMFC monitoring are prospected.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.gee.2026.05.015first seen 2026-05-22 04:47:46 · last seen 2026-06-15 05:16:34