| 摘要 | 第1-4页 |
| Abstract | 第4-10页 |
| 前言 | 第10-11页 |
| 第一章 燃料电池概述 | 第11-18页 |
| ·燃料电池技术 | 第11-12页 |
| ·燃料电池的分类 | 第12-13页 |
| ·质子交换膜燃料电池（PEMFC） | 第13-18页 |
| ·PEMFC的发展简史 | 第13页 |
| ·PEMFC的工作原理 | 第13-14页 |
| ·PEMFC的基本组件 | 第14-17页 |
| ·电催化剂 | 第15页 |
| ·电极 | 第15页 |
| ·质子交换膜 | 第15-16页 |
| ·双极板 | 第16-17页 |
| ·PEMFC的水管理 | 第17页 |
| ·PEMFC的热管理 | 第17-18页 |
| 第二章 文献综述 | 第18-48页 |
| ·PEMFC流道设计 | 第18-33页 |
| ·流道形式的设计 | 第19-30页 |
| ·蛇形流道 | 第20页 |
| ·平行流道 | 第20-23页 |
| ·多路蛇形流道 | 第23-25页 |
| ·螺旋流道 | 第25页 |
| ·网格流场 | 第25-26页 |
| ·多孔介质流场 | 第26页 |
| ·交指流道 | 第26-28页 |
| ·其它形式的流道设计 | 第28-30页 |
| ·流道尺寸的设计 | 第30-31页 |
| ·流动方式的设计 | 第31页 |
| ·结论 | 第31-33页 |
| ·PEMFC数学模型 | 第33-45页 |
| ·经验模型 | 第33-36页 |
| ·膜性能模型 | 第33-34页 |
| ·电池性能模型 | 第34-36页 |
| ·机理模型 | 第36-42页 |
| ·膜性能模型 | 第36-37页 |
| ·催化层模型 | 第37-38页 |
| ·扩散层模型 | 第38-39页 |
| ·流场模型 | 第39-40页 |
| ·电池整体模型 | 第40-42页 |
| ·计算方法和实验验证 | 第42-44页 |
| ·结论 | 第44-45页 |
| ·利用数学模型指导流道设计 | 第45-46页 |
| ·本文的工作 | 第46-48页 |
| ·本文的研究目标 | 第46页 |
| ·本文的工作 | 第46-48页 |
| 第三章 PEMFC催化层结构模型 | 第48-63页 |
| ·PEMFC催化层结构 | 第48-50页 |
| ·数学模型 | 第50-59页 |
| ·催化层电极反应动力学 | 第50-51页 |
| ·催化层结构模型 | 第51-54页 |
| ·催化剂利用率的计算 | 第54-56页 |
| ·催化层有效扩散系数的计算 | 第56-59页 |
| ·模拟结果与讨论 | 第59-62页 |
| ·催化剂利用率的影响因素 | 第59-62页 |
| ·有效扩散系数的影响因素 | 第62页 |
| ·结论 | 第62-63页 |
| 第四章 PEMFC二维两相流数学模型 | 第63-109页 |
| ·前言 | 第63页 |
| ·数学模型 | 第63-76页 |
| ·模型的计算区域 | 第63-64页 |
| ·模型的描述及假设 | 第64-65页 |
| ·模型控制方程的建立 | 第65-74页 |
| ·扩散层 | 第65-69页 |
| ·催化层 | 第69-72页 |
| ·质子交换膜 | 第72-74页 |
| ·流场板 | 第74页 |
| ·模型的边界条件 | 第74-76页 |
| ·阳极过程 | 第74-75页 |
| ·阴极过程 | 第75-76页 |
| ·膜过程 | 第76页 |
| ·模型的求解 | 第76-82页 |
| ·模型的计算方法 | 第76-79页 |
| ·参数选择 | 第79-82页 |
| ·结果与讨论 | 第82-108页 |
| ·各物理量分布 | 第82-84页 |
| ·阴极扩散层氧气浓度分布 | 第82页 |
| ·阴极扩散层液体水饱和度分布 | 第82-83页 |
| ·电流密度分布 | 第83-84页 |
| ·各操作与结构参数对电池性能的影响 | 第84-108页 |
| ·阴极增湿的影响 | 第84-87页 |
| ·阴极扩散层性质的影响 | 第87-93页 |
| ·阴极流道和脊尺寸的影响 | 第93-104页 |
| ·接触电阻的影响 | 第104-105页 |
| ·膜厚的影响 | 第105-107页 |
| ·阳极增湿的影响 | 第107-108页 |
| ·结论 | 第108-109页 |
| 第五章 PEMFC阴极流道模型的研究 | 第109-130页 |
| ·前言 | 第109页 |
| ·理论分析 | 第109-121页 |
| ·沿流道数学模型 | 第109-116页 |
| ·模型的计算方法 | 第116-117页 |
| ·结果与讨论 | 第117-121页 |
| ·设计化学计量比的影响 | 第117-119页 |
| ·相对湿度的影响 | 第119-120页 |
| ·流道深度的影响 | 第120-121页 |
| ·PEMFC阴极准三维流道模型 | 第121-129页 |
| ·模型的研究区域 | 第121页 |
| ·模型的描述与假设 | 第121-122页 |
| ·模型的求解 | 第122-124页 |
| ·结果与讨论 | 第124-129页 |
| ·设计化学计量比的影响 | 第124-126页 |
| ·脊宽度的影响 | 第126-129页 |
| ·结论 | 第129-130页 |
| 第六章 PEMFC流道形式的研究 | 第130-139页 |
| ·数学模型的建立 | 第130-132页 |
| ·数学模型的求解 | 第132-134页 |
| ·结果与讨论 | 第134-138页 |
| ·流道形式对电流密度分布的影响 | 第134-136页 |
| ·流道形式对气体流速分布的影响 | 第136-138页 |
| ·结论 | 第138-139页 |
| 第七章 结论 | 第139-140页 |
| 参考文献 | 第140-152页 |
| 附录 1 BUTLER VOLMER方程的推导过程 | 第152-155页 |
| 附录 2 催化层三维格点模型生成程序 | 第155-163页 |
| 附录 3 催化剂利用率计算程序 | 第163-167页 |
| 附录 4 气体在催化层中有效扩散系数计算程序 | 第167-172页 |
| 附录 5 阴极流道模型计算程序 | 第172-174页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第174-175页 |
| 致谢 | 第175页 |