| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第13-33页 |
| 1.1 质子交换膜燃料电池简介 | 第13-20页 |
| 1.1.1 发展历程 | 第13-16页 |
| 1.1.2 燃料电池基本原理 | 第16-18页 |
| 1.1.3 燃料电池特点 | 第18页 |
| 1.1.4 质子交换膜燃料电池发展的关键问题 | 第18-19页 |
| 1.1.5 低Pt催化层电池输出性能现状 | 第19-20页 |
| 1.2 高效低Pt催化剂研究现状 | 第20-23页 |
| 1.2.1 Pt合金催化剂 | 第20-21页 |
| 1.2.2 核壳催化剂 | 第21页 |
| 1.2.3 晶面控制催化剂 | 第21-22页 |
| 1.2.4 三维有序化催化剂 | 第22-23页 |
| 1.3 低Pt催化层氧传输研究现状 | 第23-29页 |
| 1.3.1 氧传输对低Pt催化层影响 | 第23页 |
| 1.3.2 传统多孔电极模型分析氧传输现状 | 第23-24页 |
| 1.3.3 极限电流法分析氧传输现状 | 第24-27页 |
| 1.3.4 提高催化层氧传输性能研究现状 | 第27-29页 |
| 1.4 本文的研究目的及意义 | 第29-33页 |
| 1.4.1 研究背景 | 第29页 |
| 1.4.2 研究体系的提出 | 第29-32页 |
| 1.4.3 本论文研究内容概述 | 第32-33页 |
| 第2章 PTFE和PDDA掺杂催化层的膜电极制备 | 第33-43页 |
| 2.1 实验试剂与仪器 | 第33-34页 |
| 2.1.1 实验试剂 | 第33页 |
| 2.1.2 实验仪器 | 第33-34页 |
| 2.2 标准膜电极制备 | 第34-35页 |
| 2.2.1 催化剂料浆制备 | 第34页 |
| 2.2.2 膜电极制备 | 第34-35页 |
| 2.3 PTFE纳米颗粒掺杂催化层的膜电极制备 | 第35-36页 |
| 2.3.2 PTFE纳米颗粒掺杂催化剂料浆制备 | 第35页 |
| 2.3.3 PTFE纳米颗粒掺杂膜电极制备 | 第35-36页 |
| 2.4 PDDA掺杂催化层的膜电极制备 | 第36-37页 |
| 2.5 测试与表征 | 第37-43页 |
| 第3章 膜电极中各组成部分氧传输阻力研究 | 第43-58页 |
| 3.1 氧传输过程 | 第43-45页 |
| 3.2 极限电流分析方法原理 | 第45-48页 |
| 3.3 GDL中氧传输阻力分析 | 第48-54页 |
| 3.3.1 极化曲线分析 | 第48-49页 |
| 3.3.2 GDL微结构分析 | 第49-50页 |
| 3.3.3 膜电极电化学阻抗分析 | 第50-51页 |
| 3.3.4 极限电流分析 | 第51-54页 |
| 3.3.5 GDL孔径分布分析 | 第54页 |
| 3.4 催化层中氧传输阻力分析 | 第54-57页 |
| 3.5 本章小结 | 第57-58页 |
| 第4章 PTFE掺杂催化层氧传输机理研究 | 第58-80页 |
| 4.1 PTFE纳米颗粒分散性研究 | 第58-61页 |
| 4.2 PTFE掺杂催化层结构分析 | 第61-67页 |
| 4.2.1 PTFE纳米颗粒形貌分析 | 第61页 |
| 4.2.2 CCM形貌分析 | 第61-63页 |
| 4.2.3 X射线光电子能谱分析 | 第63-64页 |
| 4.2.4 接触角分析 | 第64-65页 |
| 4.2.5 压汞分析 | 第65-67页 |
| 4.3 催化剂在电极上电化学性能分析 | 第67-69页 |
| 4.3.1 循环伏安特性 | 第67页 |
| 4.3.2 ORR分析 | 第67-69页 |
| 4.4 膜电极循环伏安分析 | 第69-70页 |
| 4.5 膜电极极化曲线分析 | 第70-71页 |
| 4.6 催化层质子电阻率分析 | 第71页 |
| 4.7 催化层氧传输性能分析 | 第71-77页 |
| 4.7.1 极限电流与氧浓度关系 | 第71-74页 |
| 4.7.2 总氧传输阻力与压力的关系 | 第74-75页 |
| 4.7.3 催化层中的氧传输阻力及其组成 | 第75-77页 |
| 4.8 PTFE掺杂催化层氧传输机理 | 第77-78页 |
| 4.9 本章小结 | 第78-80页 |
| 第5章 PTFE掺杂超低Pt载量催化层结构和性能研究 | 第80-91页 |
| 5.1 CCM形貌分析 | 第80-82页 |
| 5.2 压汞分析 | 第82-83页 |
| 5.3 膜电极循环伏安分析 | 第83页 |
| 5.4 膜电极极化曲线分析 | 第83-84页 |
| 5.5 催化层质子电阻率分析 | 第84-85页 |
| 5.6 催化层氧传输分析 | 第85-90页 |
| 5.7 本章小结 | 第90-91页 |
| 第6章 PDDA掺杂催化层氧传输机理研究 | 第91-107页 |
| 6.1 PDDA掺杂催化层结构分析 | 第91-95页 |
| 6.1.1 CCM形貌分析 | 第91-93页 |
| 6.1.2 X射线光电子能谱分析 | 第93-94页 |
| 6.1.3 接触角分析 | 第94页 |
| 6.1.4 压汞分析 | 第94-95页 |
| 6.2 催化剂在电极上电化学性能分析 | 第95-97页 |
| 6.2.1 循环伏安特性 | 第95-96页 |
| 6.2.2 ORR分析 | 第96-97页 |
| 6.3 膜电极循环伏安分析 | 第97-98页 |
| 6.4 膜电极极化曲线分析 | 第98-99页 |
| 6.5 催化层质子电阻率分析 | 第99-100页 |
| 6.6 催化层氧传输性能分析 | 第100-104页 |
| 6.6.1 极限电流与氧浓度关系 | 第100-102页 |
| 6.6.2 总氧传输阻力与压力的关系 | 第102-103页 |
| 6.6.3 催化层中的氧传输阻力及其组成 | 第103-104页 |
| 6.7 PDDA掺杂催化层氧传输机理 | 第104-105页 |
| 6.8 本章小结 | 第105-107页 |
| 第7章 PDDA掺杂超低Pt载量催化层结构和性能研究 | 第107-118页 |
| 7.1 CCM形貌分析 | 第107-108页 |
| 7.2 压汞分析 | 第108-109页 |
| 7.3 膜电极循环伏安分析 | 第109-110页 |
| 7.4 膜电极极化曲线分析 | 第110-111页 |
| 7.5 催化层质子电阻率分析 | 第111-113页 |
| 7.6 催化层氧传输性能分析 | 第113-117页 |
| 7.7 本章小结 | 第117-118页 |
| 第8章 结论与展望 | 第118-121页 |
| 8.1 结论 | 第118-119页 |
| 8.2 展望 | 第119-121页 |
| 致谢 | 第121-122页 |
| 参考文献 | 第122-134页 |
| 附录A 博士学习期间已经发表或已完成的论文 | 第134-135页 |
| 附录B 博士学习期间已申请的国家发明专利 | 第135-136页 |
| 附录C 博士学习期间主持和参加的科研项目 | 第136页 |