| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第14-29页 |
| 1.1 引言 | 第14页 |
| 1.2 质子交换膜燃料电池 | 第14-17页 |
| 1.2.1 质子交换膜燃料电池基本结构和工作原理 | 第15-16页 |
| 1.2.2 质子交换膜燃料电池特性 | 第16-17页 |
| 1.3 质子交换膜燃料电池的模型研究 | 第17-23页 |
| 1.3.1 质子交换膜燃料电池经验模型 | 第18-20页 |
| 1.3.2 质子交换膜燃料电池机理模型 | 第20-22页 |
| 1.3.3 质子交换膜燃料电池阴极模型研究现状 | 第22-23页 |
| 1.4 COMSOL MUItiphysics仿真模拟软件 | 第23页 |
| 1.5 本论文研究目的与内容 | 第23-24页 |
| 参考文献 | 第24-29页 |
| 第二章 质子交换膜燃料电池数学模型 | 第29-37页 |
| 2.1 引言 | 第29页 |
| 2.2 数学模型的基本假设 | 第29-30页 |
| 2.3 电化学方程 | 第30-31页 |
| 2.3.1 Butler-Volmer方程 | 第30-31页 |
| 2.3.2 欧姆定律 | 第31页 |
| 2.3.3 法拉第定律 | 第31页 |
| 2.4 控制方程与源项 | 第31-33页 |
| 2.4.1 质量守恒方程 | 第31-32页 |
| 2.4.2 动量守恒方程 | 第32页 |
| 2.4.3 通量方程 | 第32-33页 |
| 2.5 多孔介质中的扩散模型 | 第33-34页 |
| 2.6 液态水的生成和相变 | 第34-35页 |
| 2.6.1 液态水的生成 | 第34页 |
| 2.6.2 液态水的相变 | 第34页 |
| 2.6.3 液态水守恒方程 | 第34-35页 |
| 参考文献 | 第35-37页 |
| 第三章 质子交换膜燃料电池阴极两相特征 | 第37-52页 |
| 3.1 引言 | 第37页 |
| 3.2 几何模型和参数设定 | 第37-41页 |
| 3.2.1 边界条件和主要参数 | 第39-41页 |
| 3.2.2 软件程序设定 | 第41页 |
| 3.3 阴极催化层表面的液态水饱和度 | 第41-46页 |
| 3.3.1 电流密度对液态水饱和度的影响 | 第42-43页 |
| 3.3.2 压力对液态水饱和度的影响 | 第43-45页 |
| 3.3.3 阴极催化层孔隙率对液态饱和度的影响 | 第45-46页 |
| 3.4 阴极催化层的氧气浓度 | 第46-50页 |
| 3.4.1 电流密度对氧气浓度的影响 | 第46-48页 |
| 3.4.2 压力对氧气浓度的影响 | 第48-49页 |
| 3.4.3 阴极催化层孔隙率对氧气浓度的影响 | 第49-50页 |
| 3.5 本章小结 | 第50-51页 |
| 参考文献 | 第51-52页 |
| 第四章 质子交换膜燃料电池阴极有序催化层结构设计 | 第52-66页 |
| 4.1 引言 | 第52页 |
| 4.2 几何模型和参数设定 | 第52-55页 |
| 4.2.1 边界条件和主要参数 | 第54-55页 |
| 4.2.2 软件程序设定 | 第55页 |
| 4.3 阴极催化层结构模拟结果和讨论 | 第55-59页 |
| 4.3.1 阴极催化层中液态水饱和度分布 | 第56-57页 |
| 4.3.2 阴极催化层中氧气浓度分布 | 第57-59页 |
| 4.3.3 阴极极化曲线 | 第59页 |
| 4.4 有序切割阴极催化层结构优化 | 第59-61页 |
| 4.5 实验验证 | 第61-63页 |
| 4.5.1 Fe/N/C催化剂材料的制备 | 第62页 |
| 4.5.2 PmPDA-Fe/N/C催化剂单电池测试 | 第62-63页 |
| 4.6 本章小结 | 第63-64页 |
| 参考文献 | 第64-66页 |
| 第五章 结论与展望 | 第66-68页 |
| 5.1 结论 | 第66-67页 |
| 5.2 展望 | 第67-68页 |
| 攻读硕士期间发表的论文 | 第68-69页 |
| 致谢 | 第69页 |