| 第一章 文献综述 | 第10-35页 |
| 1．1 概述 | 第10页 |
| 1．2 质子交换膜燃料电池的研究与应用状况 | 第10-17页 |
| 1．2．1 PEMFC工作原理及结构 | 第11-12页 |
| 1．2．2 PEMFC性能的影响因素 | 第12-16页 |
| 1．2．3 PEMFC的应用 | 第16-17页 |
| 1．3 PEMFC电催化剂的研究状况 | 第17-28页 |
| 1．3．1 氧还原机理 | 第17-20页 |
| 1．3．2 PEMFC电催化剂的制备方法 | 第20-22页 |
| 1．3．3 Pt/C阴极催化剂电催化性能的强化及机理 | 第22-26页 |
| 1．3．4 非铂催化剂研究状况 | 第26-28页 |
| 1．4 燃料电池数学模型 | 第28-31页 |
| 1．4．1 物理模型 | 第28页 |
| 1．4．2 数学方程 | 第28-29页 |
| 1．4．3 质量传递对电极性能影响的模型分析 | 第29-30页 |
| 1．4．4 燃料电池稳态操作模型 | 第30-31页 |
| 1．5 PEMFC的水、热管理 | 第31-33页 |
| 1．5．1 水伴随质子由阳极向阴极迁移传递 | 第31页 |
| 1．5．2 PEMFC反应气的增湿 | 第31-33页 |
| 1．5．3 PEMFC的排水 | 第33页 |
| 1．6 质子交换膜燃料电池还存在的问题及本研究的意义与内容 | 第33-35页 |
| 第二章 Pt/C催化剂的制备及性能研究 | 第35-50页 |
| 2．1 前言 | 第35-36页 |
| 2．2 碳载铂催化剂的制备 | 第36-38页 |
| 2．2．1 碳黑氨处理改性 | 第36页 |
| 2．2．2 碳载铂的制备 | 第36-37页 |
| 2．2．3 催化剂的物理表征 | 第37-38页 |
| 2．2．4 催化剂PEMFC性能测定 | 第38页 |
| 2．3 催化剂的结构与形貌 | 第38-39页 |
| 2．4 催化剂的性能 | 第39-42页 |
| 2．4．1 载体前处理对催化剂性能的影响 | 第40-42页 |
| 2．4．2 铂含量对催化剂性能的影响 | 第42页 |
| 2．5 功能团的作用机理 | 第42-49页 |
| 2．5．1 碳电极上负载铂催化氧还原研究实验 | 第42-43页 |
| 2．5．2 功能化GC电极的循环伏安行为 | 第43-45页 |
| 2．5．3 功能化GC电极稳态伏安曲线 | 第45-46页 |
| 2．5．4 功能化GC电极电沉铂后循环伏安曲线 | 第46-47页 |
| 2．5．5 功能化Pt-GC电极稳态伏安曲线 | 第47-49页 |
| 2．6 小结 | 第49-50页 |
| 第三章 质子交换膜燃料电池制作及稳态操作研究 | 第50-69页 |
| 3．1 前言 | 第50-51页 |
| 3．2 实验 | 第51-55页 |
| 3．2．1 质子交换膜燃料电池电极的制备 | 第51-53页 |
| 3．2．2 膜电极三合一组件(MEA)的制备 | 第53-55页 |
| 3．2．3 电池的性能的测定 | 第55页 |
| 3．3 电极组成对电池性能的影响 | 第55-61页 |
| 3．3．1 PEMFC的电极结构 | 第55-56页 |
| 3．3．2 电极扩散层对电池性能的影响 | 第56-57页 |
| 3．3．3 电极催化层对电池性能的影响 | 第57-61页 |
| 3．4 电池的稳态操作研究 | 第61-67页 |
| 3．4．1 增湿程度对电池性能的影响 | 第61-64页 |
| 3．4．2 电池操作温度对电池性能的影响 | 第64页 |
| 3．4．3 气体压力对电池性能的影响 | 第64-66页 |
| 3．4．4 阴极反应气体种类对电池性能的影响 | 第66-67页 |
| 3．5 小结 | 第67-69页 |
| 第四章 碳载铂基合金催化剂的研究 | 第69-82页 |
| 4．1 前言 | 第69-70页 |
| 4．2 实验 | 第70-72页 |
| 4．2．1 合金催化剂的制备工艺 | 第70-71页 |
| 4．2．2 催化剂的物理表征 | 第71-72页 |
| 4．2．3 催化剂 PEMFC性能测定 | 第72页 |
| 4．3 催化剂的结构 | 第72-76页 |
| 4．3．1 合金催化剂的XRD及EDS研究 | 第72-74页 |
| 4．3．2 催化剂的形貌 | 第74-76页 |
| 4．3．3 催化剂XPS研究 | 第76页 |
| 4．4 合金催化剂的性能 | 第76-77页 |
| 4．4．1 二元合金催化剂的 PEMFC性能 | 第76-77页 |
| 4．4．2 三元合金催化剂的 PEMFC性能 | 第77页 |
| 4．5 合金元素提高催化剂电催化氧还原性能的机理 | 第77-81页 |
| 4．6 小结 | 第81-82页 |
| 第五章 Pt/MWNTs催化剂的研究 | 第82-93页 |
| 5．1 前言 | 第82-83页 |
| 5．2 实验 | 第83-84页 |
| 5．2．1 碳纳米管的前处理 | 第83-84页 |
| 5．2．2 碳纳米管负载铂催化剂的制备 | 第84页 |
| 5．2．3 催化剂的物理分析 | 第84页 |
| 5．2．4 催化剂的电化学窗口 | 第84页 |
| 5．2．5 催化剂的PEMFC性能测试 | 第84页 |
| 5．3 催化剂的结构与形貌 | 第84-87页 |
| 5．4 催化剂的电化学特征 | 第87-90页 |
| 5．5 催化剂PEMFC性能 | 第90-92页 |
| 5．6 小结 | 第92-93页 |
| 第六章 Pt/C-Nafion界面氧还原动力学研究 | 第93-109页 |
| 6．1 引言 | 第93-94页 |
| 6．2 Pt/C-Nafion界面氧还原动力学 | 第94-103页 |
| 6．2．1 实验 | 第94-95页 |
| 6．2．2 氧还原电化学动力学参数测定的理论基础 | 第95-97页 |
| 6．2．3 Pt/Nafion界面电化学动力学分析 | 第97-100页 |
| 6．2．4 Pt/Nafion界面氧还原阻抗谱等效电路 | 第100-103页 |
| 6．3 催化剂/Nafion界面电化学动力学分析 | 第103-105页 |
| 6．3．1 实验 | 第103页 |
| 6．3．2 催化剂/Nafion界面氧还原动力学 | 第103-104页 |
| 6．3．3 催化剂/Nafion界面氧还原阻抗谱等效电路 | 第104-105页 |
| 6．4 质子交换膜燃料电池阻抗谱特征 | 第105-108页 |
| 6．4．1 质子交换膜燃料电池阻抗谱的测定实验 | 第105页 |
| 6．4．2 质子交换膜燃料电池阴极阻抗谱 | 第105-107页 |
| 6．4．3 质子交换膜燃料电池阴极阻抗谱等效电路 | 第107-108页 |
| 6．5 小结 | 第108-109页 |
| 第七章 PEMFC阴极数学模拟 | 第109-125页 |
| 7．1 前言 | 第109-110页 |
| 7．2 模型描述 | 第110-112页 |
| 7．3 基础方程 | 第112-119页 |
| 7．3．1 气体在扩散层内传递 | 第112-114页 |
| 7．3．2 催化层内的传递过程 | 第114-115页 |
| 7．3．3 Nafion膜内质量传递与电荷迁移 | 第115-116页 |
| 7．3．4 阴极催化层内电化学反应和传递方程的联合求解 | 第116-118页 |
| 7．3．5 电池伏安曲线 | 第118-119页 |
| 7．4 模型参数 | 第119-120页 |
| 7．4．1 物理参数 | 第119页 |
| 7．4．2 膜参数 | 第119-120页 |
| 7．4．3 电极参数 | 第120页 |
| 7．5 模拟结果 | 第120-124页 |
| 7．5．1 电极催化层内电流密度分布 | 第120-121页 |
| 7．5．2 电极催化层内氧气浓度分布分布 | 第121-122页 |
| 7．5．3 催化层内过电位分布 | 第122-124页 |
| 7．5．4 电池在操作条件下实验值与模拟值比较 | 第124页 |
| 7．6 小结 | 第124-125页 |
| 第八章 结论 | 第125-128页 |
| 参考文献 | 第128-142页 |
| 符号说明 | 第142-144页 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 | 第144-145页 |
