| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 目录 | 第8-11页 |
| 符号说明 | 第11-12页 |
| 1 绪论 | 第12-48页 |
| 1.1 前言 | 第12页 |
| 1.2 燃料电池简介 | 第12-15页 |
| 1.3 微流体燃料电池 | 第15-16页 |
| 1.4 微流体燃料电池研究现状 | 第16-43页 |
| 1.4.1 平行层流流动 | 第17-18页 |
| 1.4.2 常用的反应物种类 | 第18-23页 |
| 1.4.3 电池中的主要传质现象 | 第23-38页 |
| 1.4.4 两相流动的影响 | 第38-41页 |
| 1.4.5 微流体燃料电池数值模拟 | 第41-42页 |
| 1.4.6 微流体燃料电池应用 | 第42-43页 |
| 1.5 本课题的主要工作 | 第43-48页 |
| 1.5.1 已有研究工作不足 | 第43-44页 |
| 1.5.2 本文主要工作 | 第44-48页 |
| 2 具有可渗透阳极的空气自呼吸微流体燃料电池性能及传输特性 | 第48-80页 |
| 2.1 引言 | 第48页 |
| 2.2 实验装置及实验方法 | 第48-58页 |
| 2.2.1 材料、反应物选择 | 第48-51页 |
| 2.2.2 电极制备 | 第51-54页 |
| 2.2.3 电池设计及组装 | 第54-55页 |
| 2.2.4 电池测试系统及测试方法 | 第55-57页 |
| 2.2.5 误差分析 | 第57-58页 |
| 2.3 具有可渗透阳极的空气自呼吸微流体燃料电池性能特性 | 第58-62页 |
| 2.4 具有可渗透阳极的空气自呼吸微流体燃料电池传质特性 | 第62-69页 |
| 2.4.1 模型计算区域 | 第63-64页 |
| 2.4.2 控制方程 | 第64-69页 |
| 2.4.3 求解步骤 | 第69页 |
| 2.5 计算结果与讨论 | 第69-78页 |
| 2.5.1 模型验证 | 第69-70页 |
| 2.5.2 燃料传输特性 | 第70-73页 |
| 2.5.3 燃料渗透特性 | 第73-76页 |
| 2.5.4 电池性能特性 | 第76-78页 |
| 2.6 本章小结 | 第78-80页 |
| 3 具有单根圆柱形阳极的空气自呼吸微流体燃料电池性能及传输特性 | 第80-114页 |
| 3.1 引言 | 第80页 |
| 3.2 实验步骤及测试方法 | 第80-89页 |
| 3.2.1 电极材料选择 | 第80-81页 |
| 3.2.2 制备方法选择 | 第81-86页 |
| 3.2.3 催化剂层表征方法 | 第86-88页 |
| 3.2.4 误差分析 | 第88-89页 |
| 3.3 实验结果与讨论 | 第89-100页 |
| 3.3.1 催化剂层活化 | 第89-90页 |
| 3.3.2 催化剂层形貌 | 第90-94页 |
| 3.3.3 催化剂晶粒直径 | 第94-95页 |
| 3.3.4 催化剂电化学特性 | 第95-97页 |
| 3.3.5 甲酸电化学氧化能力 | 第97-100页 |
| 3.4 具有曲面阳极的微流体燃料电池性能特性 | 第100-112页 |
| 3.4.1 实验装置及实验方法 | 第101-103页 |
| 3.4.2 实验结果及讨论 | 第103-112页 |
| 3.5 本章小结 | 第112-114页 |
| 4 具有容积式三维阵列阳极的自呼吸微流体燃料电池性能及传输特性 | 第114-146页 |
| 4.1 引言 | 第114-115页 |
| 4.2 实验装置及实验方法 | 第115-120页 |
| 4.2.1 电池构建 | 第115-117页 |
| 4.2.2 实验方法 | 第117-119页 |
| 4.2.3 误差分析 | 第119-120页 |
| 4.3 在酸性电解液中电池的性能和传输特性实验研究 | 第120-136页 |
| 4.3.1 平行层流验证 | 第120页 |
| 4.3.2 隔离棒布置对电池性能和阴极质子传输的影响 | 第120-122页 |
| 4.3.3 CO2气泡的动态行为特性及其对电池恒电位放电的影响 | 第122-125页 |
| 4.3.4 酸性电解液中运行参数对电池性能的影响 | 第125-130页 |
| 4.3.5 酸性电解液中阳极及隔离棒排列方式对电池性能的影响 | 第130-136页 |
| 4.4 碱性电解液中电池性能特性 | 第136-144页 |
| 4.4.1 阴极集电体改进 | 第136-138页 |
| 4.4.2 碱性电解液中电池性能特性 | 第138-142页 |
| 4.4.3 电池在酸性及碱性电解液中性能对比 | 第142-144页 |
| 4.5 本章小结 | 第144-146页 |
| 5 具有容积式三维阵列阳极的空气自呼吸微流体燃料电池三维数值模拟 | 第146-184页 |
| 5.1 引言 | 第146页 |
| 5.2 数学模型建立 | 第146-152页 |
| 5.2.1 计算区域 | 第146-148页 |
| 5.2.2 控制方程 | 第148-152页 |
| 5.2.3 求解步骤与结果处理方法 | 第152页 |
| 5.3 模拟结果与讨论 | 第152-181页 |
| 5.3.1 模型验证 | 第152-154页 |
| 5.3.2 速度和燃料浓度分布 | 第154-157页 |
| 5.3.3 阳极输出电流分布 | 第157-158页 |
| 5.3.4 反应物流量对电池性能的影响 | 第158-164页 |
| 5.3.5 主流道长度对电池性能的影响 | 第164-165页 |
| 5.3.6 阳极及隔离棒排列方式对电池性能的影响 | 第165-171页 |
| 5.3.7 阳极及隔离棒直径对电池性能的影响 | 第171-175页 |
| 5.3.8 隔离棒数量对电池性能的影响 | 第175-178页 |
| 5.3.9 放大化方法 | 第178-181页 |
| 5.4 本章小结 | 第181-184页 |
| 6 结论与展望 | 第184-188页 |
| 6.1 本文主要结论 | 第184-185页 |
| 6.2 本文主要创新点 | 第185-186页 |
| 6.3 后继研究工作展望 | 第186-188页 |
| 致谢 | 第188-190页 |
| 参考文献 | 第190-206页 |
| 附录 | 第206-208页 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 | 第206-207页 |
| B. 作者在攻读博士学位期间获授权的发明专利 | 第207页 |
| C. 作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 | 第207-208页 |
| D. 作者在攻读博士学位期间获得的荣誉 | 第208页 |
