| 上海交通大学博士学位论文答辩决议书 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 第一章 绪论 | 第15-49页 |
| 1.1 燃料电池综述 | 第16-19页 |
| 1.1.1 燃料电池基本工作过程和优缺点 | 第16-18页 |
| 1.1.1.1 反应物供应和产物排出 | 第16页 |
| 1.1.1.2 电化学反应 | 第16-17页 |
| 1.1.1.3 电化学中间过程中离子和电子的传导 | 第17页 |
| 1.1.1.4 燃料电池优缺点 | 第17-18页 |
| 1.1.2 燃料电池分类 | 第18-19页 |
| 1.1.2.1 碱性燃料电池(Alkaline Fuel Cell，AFC) | 第18页 |
| 1.1.2.2 磷酸燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC) | 第18页 |
| 1.1.2.3 熔融碳酸盐燃料电池(Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC) | 第18页 |
| 1.1.2.4 固态氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC) | 第18-19页 |
| 1.1.2.5 质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC) | 第19页 |
| 1.2 PEMFC 用质子交换膜 | 第19-38页 |
| 1.2.1 聚合物质子交换膜 | 第20-27页 |
| 1.2.1.1 全氟磺酸及其改性质子交换膜 | 第20-22页 |
| 1.2.1.2 部分含氟质子交换膜 | 第22-23页 |
| 1.2.1.3 非氟碳氢质子交换膜 | 第23-27页 |
| 1.2.2 非聚合物质子交换膜 | 第27-32页 |
| 1.2.2.1 无机氧化物 | 第28-29页 |
| 1.2.2.2 固体酸 | 第29-30页 |
| 1.2.2.3 杂多酸 | 第30-31页 |
| 1.2.2.4 离子液体 | 第31-32页 |
| 1.2.3 有机/无机复合质子交换膜 | 第32-38页 |
| 1.2.3.1 全氟磺酸有机/无机复合质子交换膜 | 第33-34页 |
| 1.2.3.2 部分含氟有机/无机复合质子交换膜 | 第34页 |
| 1.2.3.3 非氟有机/无机复合质子交换膜 | 第34-38页 |
| 1.3 质子交换膜的制备方法 | 第38-41页 |
| 1.3.1 聚合物膜制备方法 | 第38页 |
| 1.3.2 非聚合物质子交换膜制备方法 | 第38-39页 |
| 1.3.3 有机/无机复合质子交换膜制备方法 | 第39-41页 |
| 1.3.3.1 共混法 | 第39-40页 |
| 1.3.3.2 溶胶凝胶法 | 第40页 |
| 1.3.3.3 自组装及化学修饰法 | 第40-41页 |
| 1.4 本课题思路及研究内容 | 第41-42页 |
| 1.4.1 课题思路 | 第41页 |
| 1.4.2 研究内容 | 第41-42页 |
| 参考文献 | 第42-49页 |
| 第二章 含氟磷硅玻璃质子交换膜的制备及性能研究 | 第49-73页 |
| 2.1 引言 | 第49-50页 |
| 2.2 实验内容 | 第50-53页 |
| 2.2.1 实验药品及材料 | 第50-51页 |
| 2.2.2 SiO_2-P_2O_5(Nafion)玻璃质子交换膜的制备 | 第51页 |
| 2.2.3 SiO_2-P_2O_5(Nafion)玻璃膜的表征手段及测试方法 | 第51-52页 |
| 2.2.4 膜电极组装(MEA)和 H2/O2单电池测试 | 第52-53页 |
| 2.3 结果和讨论 | 第53-70页 |
| 2.3.1 SiO_2-P_2O_5(Nafion)玻璃膜的形貌和结构分析 | 第53-56页 |
| 2.3.2 SiO_2-P_2O_5(Nafion)玻璃膜的孔结构分析 | 第56-58页 |
| 2.3.3 SiO_2-P_2O_5(Nafion)玻璃膜的吸水性分析 | 第58-60页 |
| 2.3.4 SiO_2-P_2O_5(Nafion)玻璃膜的电导率分析 | 第60-63页 |
| 2.3.5 SiO_2-P_2O_5(Nafion)玻璃膜的 H2/O2单电池测试分析 | 第63-70页 |
| 2.3.5.1 MEA 制备工艺对单电池的性能影响 | 第64-67页 |
| 2.3.5.2 工作温度对单电池的性能影响 | 第67页 |
| 2.3.5.3 膜厚度对单电池的性能影响 | 第67-69页 |
| 2.3.5.4 单电池装配及耐久性测试 | 第69-70页 |
| 2.4 本章小结 | 第70页 |
| 参考文献 | 第70-73页 |
| 第三章 含氟磷硅玻璃 /碳氢聚合物复合质子交换膜的制备及性能研究 | 第73-97页 |
| 3.1 引言 | 第73-74页 |
| 3.2 实验内容 | 第74-80页 |
| 3.2.1 实验药品及材料 | 第74页 |
| 3.2.2 SiO_2-P_2O_5(Nafion)/SPEEK 玻璃基复合质子交换膜的制备 | 第74-76页 |
| 3.2.3 SiO_2-P_2O_5(Nafion)/SPEEK 复合膜的表征手段及测试方法 | 第76-78页 |
| 3.2.4 膜电极组装(MEA)和 H2/O2、直接甲醇的单电池测试 | 第78-80页 |
| 3.3 结果和讨论 | 第80-94页 |
| 3.3.1 SiO_2-P_2O_5(Nafion)/SPEEK 复合膜的形貌和微观结构分析 | 第80-83页 |
| 3.3.2 SiO_2-P_2O_5(Nafion)/SPEEK 复合膜的孔结构分析 | 第83-84页 |
| 3.3.3 SiO_2-P_2O_5(Nafion)/SPEEK 复合膜的红外光谱和 XRD 分析 | 第84-86页 |
| 3.3.4 SiO_2-P_2O_5(Nafion)/SPEEK 复合膜的电导率分析 | 第86-88页 |
| 3.3.5 SiO_2-P_2O_5(Nafion)/SPEEK 复合膜的吸水性、溶胀性和机械性能分析 | 第88-89页 |
| 3.3.6 SiO_2-P_2O_5(Nafion)/SPEEK 复合膜的 H2/O2单电池测试分析 | 第89-90页 |
| 3.3.7 SiO_2-P_2O_5(Nafion)/SPEEK 复合膜的直接甲醇单电池测试分析 | 第90-94页 |
| 3.3.7.1 复合膜的甲醇渗透性 | 第90-91页 |
| 3.3.7.2 电池工作温度对 DMFC 的性能影响 | 第91-92页 |
| 3.3.7.3 甲醇流速对 DMFC 的性能影响 | 第92-93页 |
| 3.3.7.4 阴极背压对 DMFC 的性能影响 | 第93-94页 |
| 3.4 本章小结 | 第94页 |
| 参考文献 | 第94-97页 |
| 第四章 无氟磷硅玻璃 /碳氢聚合物复合质子交换膜的制备及性能研究 | 第97-113页 |
| 4.1 引言 | 第97页 |
| 4.2 实验内容 | 第97-100页 |
| 4.2.1 实验药品及材料 | 第97-98页 |
| 4.2.2 SiO_2-P_2O_5/SPEEK 玻璃基复合质子交换膜的制备 | 第98-99页 |
| 4.2.3 SiO_2-P_2O_5/SPEEK 复合膜的表征手段及测试方法 | 第99-100页 |
| 4.2.4 H2/O2单电池测试 | 第100页 |
| 4.3 结果和讨论 | 第100-111页 |
| 4.3.1 SiO_2-P_2O_5/SPEEK 复合膜的形貌和结构分析 | 第100-103页 |
| 4.3.2 SiO_2-P_2O_5/SPEEK 复合膜的孔结构分析 | 第103-104页 |
| 4.3.3 SiO_2-P_2O_5/SPEEK 复合膜的红外光谱分析 | 第104-105页 |
| 4.3.4 SiO_2-P_2O_5/SPEEK 复合膜的热稳定性和力学性能分析 | 第105-107页 |
| 4.3.5 SiO_2-P_2O_5/SPEEK 复合膜的电导率及吸水和溶胀性分析 | 第107-109页 |
| 4.3.6 H_2/O_2单电池测试分析 | 第109-111页 |
| 4.4 本章小结 | 第111页 |
| 参考文献 | 第111-113页 |
| 第五章 含离子液体二氧化硅玻璃中温质子交换膜的制备及性能研究 | 第113-127页 |
| 5.1 引言 | 第113-114页 |
| 5.2 实验内容 | 第114-116页 |
| 5.2.1 化学药品及实验材料 | 第114页 |
| 5.2.2 [dema][TfOH]离子液体的制备 | 第114-115页 |
| 5.2.3 SiO_2/[dema][TfOH]玻璃基质子交换膜的制备 | 第115页 |
| 5.2.4 SiO_2/[dema][TfOH]玻璃膜的表征手段及测试方法 | 第115-116页 |
| 5.2.5 膜电极组装(MEA)和 H2/O2单电池测试 | 第116页 |
| 5.3 结果和讨论 | 第116-124页 |
| 5.3.1 [dema][TfOH]离子液体的制备 | 第116-117页 |
| 5.3.2 SiO_2/[dema][TfOH]玻璃膜的形貌和结构分析 | 第117-118页 |
| 5.3.3 SiO_2/[dema][TfOH]玻璃膜的红外光谱分析 | 第118-120页 |
| 5.3.4 SiO_2/[dema][TfOH]玻璃膜的电导率分析 | 第120-122页 |
| 5.3.5 膜电极(MEA)和 H2/O2单电池测试分析 | 第122-124页 |
| 5.4 本章小结 | 第124页 |
| 参考文献 | 第124-127页 |
| 第六章 实验结论与研究展望 | 第127-130页 |
| 6.1 主要结论 | 第127-128页 |
| 6.2 研究展望 | 第128-130页 |
| 攻读博士期间已发表论文、授权专利及参与科研项目 | 第130-131页 |
| 主要创新点 | 第131-132页 |
| 致谢 | 第132页 |
