PEM燃料电池的传输模拟与结构优化
| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-12页 |
| 第1章 绪论 | 第12-25页 |
| ·燃料电池 | 第12-16页 |
| ·燃料电池简介 | 第12-13页 |
| ·质子交换膜燃料电池结构 | 第13-14页 |
| ·质子交换膜燃料电池的工作原理 | 第14-16页 |
| ·文献综述 | 第16-23页 |
| ·燃料电池流场研究 | 第16-19页 |
| ·扩散层结构研究 | 第19-21页 |
| ·膜中水传输研究 | 第21页 |
| ·燃料电池电堆 | 第21-23页 |
| ·本文主要工作 | 第23-25页 |
| 第2章 PEM燃料电池的传输模型 | 第25-35页 |
| ·基本方程 | 第25-27页 |
| ·质量守恒方程 | 第25页 |
| ·动量守恒方程 | 第25-26页 |
| ·能量守恒方程 | 第26页 |
| ·组份守恒方程 | 第26-27页 |
| ·多孔介质中的流动与传质模型 | 第27-28页 |
| ·燃料电池催化层中的电化学反应模型 | 第28-30页 |
| ·Butler-Volmer方程 | 第29页 |
| ·电流守恒方程 | 第29-30页 |
| ·开路电压控制方程 | 第30页 |
| ·反应物消耗和水生成 | 第30页 |
| ·水传输和相变模型 | 第30-34页 |
| ·膜中水传输模型 | 第31-32页 |
| ·水的相变模型 | 第32-33页 |
| ·流道中两相流的VOF模型 | 第33-34页 |
| ·本章小结 | 第34-35页 |
| 第3章 流道的模拟与优化 | 第35-52页 |
| ·流道尺寸优化 | 第35-41页 |
| ·流道深度对电池性能的影响 | 第37-39页 |
| ·流道与岸的宽度之比对电池性能的影响 | 第39-41页 |
| ·流道截面形状对电池性能的影响 | 第41-45页 |
| ·计算模型 | 第41-42页 |
| ·计算结果及分析 | 第42-45页 |
| ·流道中的水传输 | 第45-51页 |
| ·计算模型 | 第45-46页 |
| ·结果及分析 | 第46-51页 |
| ·本章小结 | 第51-52页 |
| 第4章 气体扩散层的模拟与优化 | 第52-74页 |
| ·普通气体扩散层 | 第52-62页 |
| ·计算模型 | 第53-55页 |
| ·孔隙率变化对扩散层性能的影响 | 第55页 |
| ·疏水性对扩散层性能的影响 | 第55-58页 |
| ·厚度变化对扩散层性能的影响 | 第58-61页 |
| ·结果分析 | 第61-62页 |
| ·孔隙率梯度分布的气体扩散层的模拟与优化 | 第62-68页 |
| ·扩散层数学模型 | 第62页 |
| ·几何模型 | 第62-63页 |
| ·计算条件 | 第63-64页 |
| ·数据分析 | 第64-68页 |
| ·孔隙率间隔的气体扩散层 | 第68-73页 |
| ·模型 | 第69页 |
| ·结果及分析 | 第69-73页 |
| ·本章小结 | 第73-74页 |
| 第5章 质子交换膜中水传输模拟 | 第74-93页 |
| ·计算模型及边界条件 | 第74-77页 |
| ·数学模型 | 第74页 |
| ·计算区域、边界条件与主要参数 | 第74-77页 |
| ·温度及压力对膜中水传输的影响 | 第77-82页 |
| ·温度对膜中水传输的影响 | 第77-79页 |
| ·操作压力对膜中水传输的影响 | 第79-82页 |
| ·相对湿度及过量系数对膜中水传输的影响 | 第82-85页 |
| ·相对湿度对膜中水传输的影响 | 第82页 |
| ·过量系数对膜中水传输的影响 | 第82-85页 |
| ·电流密度及膜厚对膜中水传输的影响 | 第85-91页 |
| ·电流密度对膜中水传输的影响 | 第85页 |
| ·膜厚对膜中水传输的影响 | 第85-91页 |
| ·本章小结 | 第91-93页 |
| 第6章 电池堆及系统的模拟与优化 | 第93-118页 |
| ·电堆的等效阻力模型及模拟 | 第93-101页 |
| ·等效阻力模型 | 第93-95页 |
| ·电堆的模拟 | 第95-101页 |
| ·电池堆进气方式的优选 | 第101-106页 |
| ·电池堆进气方式 | 第101页 |
| ·结果及讨论 | 第101-106页 |
| ·进气总管的模拟与优化 | 第106-111页 |
| ·不同截面积的总管对电池堆气体分配的影响 | 第106-108页 |
| ·采用变截面总管对电池堆气体分配的影响 | 第108-111页 |
| ·燃料电池电堆系统分析 | 第111-116页 |
| ·电堆的气、水、热平衡 | 第111-113页 |
| ·气、水、热平衡分析 | 第113-114页 |
| ·气、水、热综合管理系统的方案设计 | 第114-116页 |
| ·PEM燃料电池的多尺度模拟 | 第116页 |
| ·本章小结 | 第116-118页 |
| 第7章 结论与展望 | 第118-121页 |
| ·结论 | 第118-119页 |
| ·创新点 | 第119-120页 |
| ·展望 | 第120-121页 |
| 致谢 | 第121-122页 |
| 参考文献 | 第122-131页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和参加的科研项目 | 第131页 |
