声明
第一章 绪论
1.1研究背景
1.2燃料电池
1.2.1燃料电池简介
1.2.2质子交换膜燃料电池
1.2.3质子交换膜燃料电池国内外研究现状
1.2.3质子交换膜燃料电池模型
1.3本课题的选题意义与依据及主要研究内容
1.3.1主要依据与意义
1.3.2主要研究内容
第二章 质子交换膜燃料电池模型的基本原理和控制方程
2.1电极动力学
2.1.1 Butler-Volmer（B-V）方程
2.1.2催化剂团簇动力学
2.2催化层性质
2.2.1孔隙率
2.2.2催化剂团簇数量
2.2.3电解质/水膜厚度
2.2.4比表面积
2.3膜电极中水相传递和转移
2.3.1膜中水相传递和转移
2.3.2多孔电极中的液态水传递
2.3.3多孔电极中的水蒸气传递
2.3.4膜和电解质的溶胀
2.4控制方程
2.4.1质量守恒方程
2.4.2动量守恒方程
2.4.3组分守恒方程
2.4.4能量守恒方程
2.4.5电荷守恒方程
2.5模型约束关系和参数
2.5.1传递系数
2.5.2交换电流密度
2.5.3开路电压
2.5.5液态水中氧气扩散系数
2.5.6多组分扩散
2.5.7 Knudsen扩散
2.5.8质子电导率
2.5.9电子电导率
2.5.10比热容和热导率
2.5.11多孔电极和膜中的气体渗透率
2.5.12黏度
2.6小结
第三章 质子交换膜燃料电池的多孔电极各向异性传递进程数值模型
3.1引言
3.2数值模型
3.2.1模型建立
3.2.2 控制方程
3.2.3边界条件
3.2.4 计算方法
3.3 实验部分
3.4 结果与讨论
3.5 小结
第四章 一种用于强化传质和排水能力的流道间压力梯度可控型流道
4.1引言
4.2数值模型
4.2.1模型建立
4.2.2控制方程
4.2.3边界条件
4.2.4计算方法
4.3实验部分
4.4结果与讨论
4.4.1跨流道的压力梯度影响
4.3.2流道-肋条宽度比的影响
4.3.3 GDL厚度的影响
4.3.4压力梯度下电池性能改善的机理
4.3.5相邻流道间最佳压力梯度
4.4小结
第五章 一种铂载量和操作温度梯度化分布的分段式燃料电池
5.1引言
5.2数值模型
5.2.1模型建立
5.2.2铂载量对催化层的影响
5.2.3温度对反应动力学的影响
5.2.4温度对传递特性的影响
5.2.5计算方法
5.3实验部分
5.3.1分段式燃料电池
5.3.2 MEA制备
5.4结果与讨论
5.4.1电荷传递系数
5.4.2模型验证
5.4.3 Pt载量和温度单独的影响
5.4.4 Pt载量和操作温度的协同作用
5.5小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的科研成果
江苏大学;
