| 摘要 | 第5-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 第一章 绪论 | 第21-40页 |
| 1.1 燃料电池概况 | 第21页 |
| 1.2 质子交换膜燃料电池概述 | 第21-26页 |
| 1.2.1 质子交换膜燃料电池的基本组成和工作原理 | 第21-24页 |
| 1.2.2 质子交换膜燃料电池的热力学 | 第24-25页 |
| 1.2.3 质子交换膜燃料电池的反应动力学 | 第25-26页 |
| 1.3 质子交换膜燃料电池膜电极的研究概况 | 第26-29页 |
| 1.3.1 膜电极的结构及其重要特征 | 第26-28页 |
| 1.3.2 PEMFC内水的扩散与管理 | 第28-29页 |
| 1.4 质子交换膜燃料电池自增湿膜电极的研究进展 | 第29-37页 |
| 1.4.1 自增湿复合膜 | 第30-32页 |
| 1.4.1.1 基于掺杂的自增湿复合膜 | 第30-31页 |
| 1.4.1.2 基于复合结构的自增湿复合膜 | 第31-32页 |
| 1.4.2 自增湿催化层 | 第32-35页 |
| 1.4.2.1 基于物理方法掺杂的自增湿催化层 | 第32-34页 |
| 1.4.2.2 自增湿催化剂 | 第34-35页 |
| 1.4.3 自增湿气体扩散层 | 第35-36页 |
| 1.4.4 其他自增湿 | 第36-37页 |
| 1.4.5 自增湿膜电极面临的挑战及展望 | 第37页 |
| 1.5 本论文的研究背景、内容及意义 | 第37-40页 |
| 1.5.1 研究背景和思路 | 第37-38页 |
| 1.5.2 研究内容 | 第38页 |
| 1.5.3 研究意义 | 第38-40页 |
| 第二章 实验设计与表征 | 第40-47页 |
| 2.1 实验主要仪器设、材料及化学试剂 | 第40-41页 |
| 2.1.1 实验仪器及设备 | 第40页 |
| 2.1.2 主要材料及化学试剂 | 第40-41页 |
| 2.2 膜电极的制备 | 第41-42页 |
| 2.3 单电池的基本结构及组装 | 第42-43页 |
| 2.4 膜电极（MEA）的性能评价 | 第43-45页 |
| 2.4.1 单电池性能测试 | 第43-44页 |
| 2.4.2 电化学交流阻抗谱（EIS）测试 | 第44-45页 |
| 2.5 膜电极（MEA）的表征 | 第45-47页 |
| 2.5.1 X-射线衍射（XRD） | 第45页 |
| 2.5.2 扫描电子显微镜（SEM）/ 透射电子显微镜（TEM） | 第45页 |
| 2.5.3 接触角测试 | 第45-46页 |
| 2.5.4 含水率测试 | 第46-47页 |
| 第三章 阳极催化层添加琼脂糖制备自增湿膜电极的研究 | 第47-60页 |
| 3.1 引言 | 第47-48页 |
| 3.2 实验部分 | 第48-50页 |
| 3.2.1 膜电极的制备 | 第48-49页 |
| 3.2.2 膜电极的单电池性能评价 | 第49页 |
| 3.2.3 电化学测试（EIS） | 第49页 |
| 3.2.4 接触角测试 | 第49页 |
| 3.2.5 含水率测试 | 第49-50页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第50-58页 |
| 3.3.1 不同琼脂糖添加量的阳极催化层的接触角测试 | 第50页 |
| 3.3.2 不同琼脂糖添加量的阳极催化层的含水率测试 | 第50-51页 |
| 3.3.3 琼脂糖添加量对膜电极性能的影响 | 第51-53页 |
| 3.3.4 不同相对湿度对膜电极性能的影响 | 第53-54页 |
| 3.3.5 不同电池温度对膜电极性能的影响 | 第54-56页 |
| 3.3.6 气体背压对膜电极性能的影响 | 第56页 |
| 3.3.7 单电池稳定测试 | 第56-58页 |
| 3.3.8 机理初探 | 第58页 |
| 3.4 结论 | 第58-60页 |
| 第四章 阳极催化层添加保水物质微晶纤维素制备自增湿膜电极的研究 | 第60-71页 |
| 4.1 引言 | 第60-61页 |
| 4.2 实验部分 | 第61-62页 |
| 4.2.1 膜电极的制备 | 第61页 |
| 4.2.2 催化层的接触角测试 | 第61页 |
| 4.2.3 含水率测试 | 第61-62页 |
| 4.2.4 单电池测试 | 第62页 |
| 4.2.5 电化学测试（EIS） | 第62页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第62-70页 |
| 4.3.1 自增湿膜电极的形貌分析和接触角测试 | 第62-64页 |
| 4.3.2 不同微晶纤维素添加量对自增湿膜电极在 100% RH条件下的性能影响 | 第64-66页 |
| 4.3.3 不同微晶纤维素添加量对自增湿膜电极在 20% RH条件下的性能影响 | 第66-67页 |
| 4.3.4 不同相对湿度对膜电极性能的影响 | 第67-68页 |
| 4.3.5 自增湿膜电极的稳定性测试 | 第68-69页 |
| 4.3.6 机理初探 | 第69-70页 |
| 4.4 结论 | 第70-71页 |
| 第五章 阳极层不同位置添加微晶纤维素制备自/免增湿膜电极的研究 | 第71-85页 |
| 5.1 引言 | 第71-72页 |
| 5.2 实验部分 | 第72-74页 |
| 5.2.1 气体扩散层的制备 | 第72页 |
| 5.2.2 膜电极的制备 | 第72-73页 |
| 5.2.3 电池性能测试 | 第73-74页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第74-84页 |
| 5.3.1 微晶纤维素的添加位置对膜电极性能的影响 | 第74-77页 |
| 5.3.2 不同微晶纤维素添加量对膜电极性能的影响 | 第77-79页 |
| 5.3.3 相对湿度对膜电极性能的影响 | 第79-81页 |
| 5.3.4 电池温度对膜电极性能的影响 | 第81-83页 |
| 5.3.5 稳定性测试 | 第83-84页 |
| 5.4 结论 | 第84-85页 |
| 第六章 Pt/SnO_2-SiO_2/C催化剂构筑高性能免增湿质子交换膜燃料电池的研究 | 第85-100页 |
| 6.1 引言 | 第85-86页 |
| 6.2 实验部分 | 第86-88页 |
| 6.2.1 催化剂Pt/SnO_2-SiO_2/C的制备和表征 | 第86页 |
| 6.2.2 膜电极的制备 | 第86-87页 |
| 6.2.3 单电池性能测试 | 第87页 |
| 6.2.4 电化学测试（EIS） | 第87-88页 |
| 6.2.5 接触角测试 | 第88页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第88-99页 |
| 6.3.1 单电池稳定性测试 | 第88-89页 |
| 6.3.2 Pt/SnO_2-SiO_2/C复合催化剂和膜电极的表征 | 第89-91页 |
| 6.3.3 催化层的接触角测试 | 第91-92页 |
| 6.3.4 不同二氧化锡添加量对膜电极性能的影响 | 第92-95页 |
| 6.3.5 电池温度对膜电极性能的影响 | 第95-96页 |
| 6.3.6 相对湿度对膜电极性能的影响 | 第96-97页 |
| 6.3.7 催化剂不同添加位置对膜电极性能的影响 | 第97-98页 |
| 6.3.8 机理初探 | 第98-99页 |
| 6.4 结论 | 第99-100页 |
| 第七章 高功率密度的质子交换膜燃料电池膜电极及其免增湿研究 | 第100-114页 |
| 7.1 引言 | 第100-101页 |
| 7.2 实验部分 | 第101-103页 |
| 7.2.1 碳纳米管的预处理 | 第101页 |
| 7.2.2 膜电极的制备 | 第101-102页 |
| 7.2.3 气体扩散层的制备 | 第102页 |
| 7.2.4 单电池性能测试 | 第102-103页 |
| 7.3 结果与讨论 | 第103-113页 |
| 7.3.1 膜电极的SEM表征 | 第103-104页 |
| 7.3.2 碳纳米管处理方式对膜电极性能的影响 | 第104-107页 |
| 7.3.3 不同添加位置对膜电极性能的影响 | 第107-108页 |
| 7.3.4 不同添加量对膜电极性能的影响 | 第108-111页 |
| 7.3.5 不同相对湿度对膜电极性能的影响 | 第111-112页 |
| 7.3.6 稳定性测试 | 第112-113页 |
| 7.4 结论 | 第113-114页 |
| 结论 | 第114-118页 |
| 参考文献 | 第118-134页 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 | 第134-137页 |
| 致谢 | 第137-138页 |
| 附件 | 第138页 |
