| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第17-35页 |
| 1.1 引言 | 第17-20页 |
| 1.2 微型直接甲醇燃料电池简介 | 第20-23页 |
| 1.2.1 μDMFC组成及工作原理 | 第20-22页 |
| 1.2.2 μDMFC的分类 | 第22-23页 |
| 1.2.3 水在被动式μDMFC的作用 | 第23页 |
| 1.3 燃料电池中水管理的研究现状 | 第23-32页 |
| 1.3.1 水在燃料电池中的传输 | 第23-27页 |
| 1.3.2 燃料电池水管理基础理论研究 | 第27-29页 |
| 1.3.3 燃料电池阴极水管理的研究 | 第29-32页 |
| 1.4 μDMFC水管理的主要问题 | 第32页 |
| 1.5 课题的来源及主要研究内容 | 第32-35页 |
| 1.5.1 研究目的和意义 | 第32-33页 |
| 1.5.2 主要研究内容 | 第33-35页 |
| 第2章 μDMFC中水传输理论及二维传质模型 | 第35-53页 |
| 2.1 引言 | 第35页 |
| 2.2 μDMFC中水的生成 | 第35-36页 |
| 2.3 水在MEA中的传输 | 第36-41页 |
| 2.3.1 水在质子交换膜中的传输机理 | 第36-38页 |
| 2.3.2 水在多孔介质中的传输机理 | 第38-41页 |
| 2.4 μDMFC中水平衡 | 第41-43页 |
| 2.5 μDMFC阴极传质模型及水影响分析 | 第43-52页 |
| 2.5.1 模型的几何设定及计算区域的划分 | 第43-44页 |
| 2.5.2 模型的基本方程 | 第44-45页 |
| 2.5.3 模型的算法及参数的取值 | 第45-47页 |
| 2.5.4 仿真结果分析 | 第47-52页 |
| 2.6 本草小结 | 第52-53页 |
| 第3章 新型阴极催化层结构的水管理研究 | 第53-76页 |
| 3.1 引言 | 第53页 |
| 3.2 阴极催化层两相传质模型的建立 | 第53-57页 |
| 3.2.1 模型定义 | 第53-54页 |
| 3.2.2 模型方程 | 第54-56页 |
| 3.2.3 参数设定 | 第56-57页 |
| 3.3 阴极催化层结构仿真结果与分析 | 第57-61页 |
| 3.3.1 氧气质量分数仿真结果与分析 | 第57-59页 |
| 3.3.2 水质量分数仿真结果与分析 | 第59-61页 |
| 3.4 具备新型阴极催化层的微型燃料电池的制备 | 第61-66页 |
| 3.4.1 实验材料及实验仪器 | 第61-62页 |
| 3.4.2 微型直接甲醇燃料电池制备流程图 | 第62页 |
| 3.4.3 制备过程及方法 | 第62-64页 |
| 3.4.4 Nafion膜的处理 | 第64页 |
| 3.4.5 压膜及电池装配 | 第64-65页 |
| 3.4.6 燃料电池活化 | 第65-66页 |
| 3.5 性能测试与分析 | 第66-74页 |
| 3.5.1 阴极和阳极电势 | 第66-69页 |
| 3.5.2 不同甲醇浓度下的极化曲线 | 第69-70页 |
| 3.5.3 电池放电后性能分析 | 第70-72页 |
| 3.5.4 水传输系数计算 | 第72-74页 |
| 3.6 本章小结 | 第74-76页 |
| 第4章 CNT基阴极扩散层的水管理研究 | 第76-95页 |
| 4.1 引言 | 第76页 |
| 4.2 基于CNT的新型阴极扩散电极结构 | 第76-81页 |
| 4.2.1 CNT纸的特点 | 第77-79页 |
| 4.2.2 CNT纸内水的传输特点 | 第79-81页 |
| 4.2.3 基于CNT的阴极扩散层结构特点总结 | 第81页 |
| 4.3 新结构MEA的制备 | 第81-84页 |
| 4.3.1 MEA的设计和制备 | 第82-83页 |
| 4.3.2 组装和活化 | 第83-84页 |
| 4.4 测试实验与分析 | 第84-94页 |
| 4.4.1 甲醇浓度的影响 | 第84-86页 |
| 4.4.2 温度的影响 | 第86-87页 |
| 4.4.3 电池放电后性能分析 | 第87-89页 |
| 4.4.4 水传输系数、能量转换率、燃料利用率 | 第89-93页 |
| 4.4.5 交流阻抗测试 | 第93-94页 |
| 4.5 本章小结 | 第94-95页 |
| 第5章 新型阴极集流板流场结构设计与实现 | 第95-114页 |
| 5.1 引言 | 第95页 |
| 5.2 结构设计 | 第95-96页 |
| 5.3 三维两相传质模型的建立 | 第96-101页 |
| 5.3.1 模型的计算区域 | 第96-97页 |
| 5.3.2 模型的基本假设条件 | 第97页 |
| 5.3.3 模型的基本方程 | 第97-100页 |
| 5.3.4 模型的主要边界条件 | 第100-101页 |
| 5.4 仿真结果与分析 | 第101-106页 |
| 5.4.1 氧气浓度分布比较 | 第102-103页 |
| 5.4.2 蒸发速度比较 | 第103-104页 |
| 5.4.3 温度比较 | 第104-105页 |
| 5.4.4 水的饱和度分布比较 | 第105页 |
| 5.4.5 仿真分析小结 | 第105-106页 |
| 5.5 具有新型阴极极板结构的燃料电池的制备 | 第106-108页 |
| 5.5.1 “十字型”自呼吸式阴极结构μDMFC的结构设计 | 第106-107页 |
| 5.5.2 极板材料的选择和制作 | 第107-108页 |
| 5.6 实验结果分析 | 第108-113页 |
| 5.6.1 不同浓度的甲醇溶液对电池性能的影响 | 第108页 |
| 5.6.2 不同阴极结构的电池性能分析 | 第108-109页 |
| 5.6.3 不同阴极结构的稳定性分析 | 第109-110页 |
| 5.6.4 不同阴极结构对水传输的影响 | 第110-111页 |
| 5.6.5 电池放电后电池性能分析 | 第111-112页 |
| 5.6.6 电池性能的比较分析 | 第112-113页 |
| 5.7 本章小结 | 第113-114页 |
| 结论 | 第114-116页 |
| 参考文献 | 第116-127页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及申请专利 | 第127-129页 |
| 致谢 | 第129-130页 |
| 个人简历 | 第130页 |