| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-11页 |
| 1 绪论 | 第11-40页 |
| ·选题的科学依据 | 第11-15页 |
| ·研究背景 | 第11-14页 |
| ·课题来源 | 第14-15页 |
| ·PEM燃料电池概述 | 第15-22页 |
| ·PEM燃料电池的工作原理 | 第15-17页 |
| ·PEM燃料电池的发展 | 第17-19页 |
| ·PEM燃料电池的特点 | 第19-20页 |
| ·PEM燃料电池的应用 | 第20-22页 |
| ·PEM燃料电池的水管理概述 | 第22-38页 |
| ·PEM燃料电池的水分及其迁移 | 第22-23页 |
| ·PEM燃料电池中水管理的方法 | 第23-25页 |
| ·PEM燃料电池水管理实验研究的概述 | 第25-27页 |
| ·PEM燃料电池水管理模型的概述 | 第27-38页 |
| ·课题研究的意义及论文的主要研究内容 | 第38-40页 |
| ·课题研究的意义 | 第38页 |
| ·论文的主要研究内容 | 第38-40页 |
| 2 PEM燃料电池水管理的理论计算 | 第40-55页 |
| ·PEM燃料电池的热力学 | 第40-43页 |
| ·Gibbs自由能 | 第40-42页 |
| ·Nernst电动势 | 第42-43页 |
| ·PEM燃料电池的动力学 | 第43-47页 |
| ·开路电压 | 第44页 |
| ·极化作用 | 第44-47页 |
| ·PEM燃料电池的效率 | 第47-49页 |
| ·热力学效率 | 第48-49页 |
| ·电化学效率 | 第49页 |
| ·电流效率 | 第49页 |
| ·总效率 | 第49页 |
| ·反应气体流量的计算 | 第49-50页 |
| ·氧化剂用量 | 第50页 |
| ·燃料气体用量 | 第50页 |
| ·温度对电池性能的影响 | 第50-52页 |
| ·压力和气体浓度对电池性能的影响 | 第52-53页 |
| ·流量对电池性能的影响 | 第53-54页 |
| ·本章小结 | 第54-55页 |
| 3 不同阴阳极流场组装PEM燃料电池温度及流量性能研究 | 第55-77页 |
| ·燃料电池测试系统简介 | 第55-61页 |
| ·实验步骤 | 第61-62页 |
| ·操作参数对交指型流场PEM燃料电池性能影响 | 第62-66页 |
| ·电池温度的影响 | 第62-63页 |
| ·气体加湿温度的影响 | 第63-65页 |
| ·气体流量的影响 | 第65-66页 |
| ·阴极流场对PEM燃料电池性能的影响 | 第66-70页 |
| ·电池温度的影响 | 第66-69页 |
| ·气体流量的影响 | 第69-70页 |
| ·两种流场的四种组合下PEM燃料电池的性能比较 | 第70-75页 |
| ·加湿温度的影响 | 第71-73页 |
| ·氢气流量的影响 | 第73-75页 |
| ·本章小结 | 第75-77页 |
| 4 重力对水管理影响的实验研究 | 第77-101页 |
| ·考虑重力时三种电池摆放方式对PEM燃料电池的影响 | 第79-81页 |
| ·考虑重力时温度对PEM燃料电池性能的影响 | 第81-88页 |
| ·温度对阳极在上电池性能的影响 | 第82-84页 |
| ·温度对阴极在上电池性能的影响 | 第84-86页 |
| ·阳极在上与阴极在上电池性能的对比 | 第86-88页 |
| ·考虑重力时湿度对PEM燃料电池性能的影响 | 第88-94页 |
| ·单极加湿 | 第88-91页 |
| ·双极加湿 | 第91-93页 |
| ·峰值功率对比 | 第93-94页 |
| ·电流渐变顺序对电池性能的影响 | 第94-99页 |
| ·电池性能测试电流由小变大和由大变小性能的对比 | 第94-97页 |
| ·电池性能测试电流由大变小和由小变大性能的对比 | 第97-99页 |
| ·不同温度时开路电压随时间的变化 | 第99-100页 |
| ·本章小结 | 第100-101页 |
| 5 PEM燃料电池两相传热传质数学模型 | 第101-141页 |
| ·PEM燃料电池单体的结构和传热传质过程 | 第101-103页 |
| ·PEM燃料电池的数学模型 | 第103-119页 |
| ·PEM燃料电池的模拟区域划分 | 第104-105页 |
| ·守恒方程 | 第105-111页 |
| ·催化剂层中电化学反应的控制方程 | 第111-113页 |
| ·质子交换膜中的数学模型 | 第113-116页 |
| ·PEM燃料电池性能方程 | 第116页 |
| ·边界条件 | 第116-119页 |
| ·模型的数值计算 | 第119-130页 |
| ·计算区域的离散化 | 第121-122页 |
| ·控制方程的离散化 | 第122-125页 |
| ·交错网格及SIMPLE算法的引出 | 第125-127页 |
| ·交错网格上的插值 | 第127页 |
| ·关于交错网格的一些说明 | 第127-129页 |
| ·离散方程的求解方法 | 第129-130页 |
| ·数值模拟的结果与讨论 | 第130-139页 |
| ·模型有效性的验证 | 第131-132页 |
| ·气体通道和扩散层中的流场 | 第132-133页 |
| ·PEM燃料电池内氧气和水传递与分布 | 第133-136页 |
| ·阴阳极不同摆放位置时水的分布模拟结果讨论 | 第136-137页 |
| ·阴阳极不同摆放位置时氧气的分布模拟结果讨论 | 第137-139页 |
| ·本章小结 | 第139-141页 |
| 结论 | 第141-143页 |
| 参考文献 | 第143-154页 |
| 附录A 符号说明 | 第154-156页 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 | 第156-158页 |
| 创新点摘要 | 第158-159页 |
| 致谢 | 第159-160页 |
| 作者简介 | 第160-161页 |