质子交换膜燃料电池用非晶合金双极板的研究

目录

声明

1 绪论

1.1 质子交换膜燃料电池概述

1.1.1 PEMFC的结构

1.1.2 PEMFC的工作原理

1.2 双极板材料的发展及研究现状

1.2.1 石墨材料

1.2.2 碳基聚合物材料

1.2.3 传统金属材料

1.2.4 非晶合金材料

1.3 双极板流场的发展及研究现状

1.3.1 流场结构的研究

1.3.2 流道尺寸的研究

1.4 本文的研究意义及内容

1.4.1 研究意义

1.4.2 研究内容

2 非晶合金双极板材料的制备与性能研究

2.1 引言

2.2 Zr基非晶合金的制备

2.3 非晶合金的结构和性能表征

2.3.1 X射线衍射(XRD)分析

2.3.2 差示扫描量热法(DSC)分析

2.4 非晶合金在模拟PEMFC环境下的性能测试

2.4.1 电化学腐蚀性能

2.4.2 接触电阻

2.5 本章小结

3 非晶合金双极板流场设计

3.1 引言

3.2 数学理论与有限元仿真建模

3.2.1 模型的基本假设

3.2.2 数学模型的基本控制方程

3.2.3 建模分析流程简介

3.2.4 几何、网格和仿真参数

3.2.5 边界条件及仿真参数设置

3.3 双极板流场结构设计

3.4 双极板流道尺寸设计

3.5 本章小结

4 非晶合金双极板PEMFC的单电池实验

4.1 引言

4.2 实验装置

4.2.1 PEMFC单电池

4.2.2 PEMFC单电池测试系统

4.3 实验结果

4.3.1 氢气流量的影响

4.3.2 氢气相对湿度的影响

4.3.3 空气侧背压的影响

4.3.4 运行温度的影响

4.3.5 Zr基非晶合金和不锈钢双极板的对比

4.4 本章小结

5 非晶合金双极板PEMFC堆栈结构设计

5.1 引言

5.2 堆栈用双极板流场设计

5.3 气路、水路设计与密封性仿真验证

5.3.1 气路、水路设计

5.3.2 气路密封性验证

5.3.3 水路密封性验证

5.4 整体堆栈结构设计

5.5 本章小结

6 全文总结与工作展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献