直接甲醇燃料电池膜电极的关键材料与模型模拟研究
| 致谢 | 第1-6页 |
| 中文摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 序 | 第9-14页 |
| 1 绪论 | 第14-44页 |
| ·燃料电池 | 第14-23页 |
| ·氢能与燃料电池 | 第14-15页 |
| ·燃料电池的本质 | 第15-16页 |
| ·发展历程 | 第16-17页 |
| ·结构 | 第17-18页 |
| ·原理 | 第18-19页 |
| ·特点 | 第19-20页 |
| ·分类 | 第20页 |
| ·发展现状 | 第20-22页 |
| ·面临挑战 | 第22-23页 |
| ·直接甲醇燃料电池 | 第23-26页 |
| ·概述 | 第23-24页 |
| ·工作原理 | 第24页 |
| ·市场与应用 | 第24-26页 |
| ·存在的问题 | 第26页 |
| ·研究进展 | 第26-40页 |
| ·膜电极制备 | 第26-29页 |
| ·阻醇膜的研究综述 | 第29-33页 |
| ·模型模拟研究 | 第33-40页 |
| ·选题与研究思路 | 第40-44页 |
| ·选题的意义 | 第40-41页 |
| ·研究思路 | 第41-44页 |
| 2 参数优化管理与分级模型 | 第44-64页 |
| ·参数分类 | 第44-52页 |
| ·电池工作机理 | 第44-46页 |
| ·几何参数 | 第46-48页 |
| ·物性参数 | 第48-50页 |
| ·工作参数 | 第50-51页 |
| ·常量参数 | 第51-52页 |
| ·参数分析 | 第52页 |
| ·分级模型 | 第52-60页 |
| ·模型预处理 | 第52-53页 |
| ·零级参数 | 第53-54页 |
| ·一级参数 | 第54-57页 |
| ·二级参数 | 第57-59页 |
| ·三级参数 | 第59-60页 |
| ·参数优化管理 | 第60-63页 |
| ·优化管理步骤 | 第60-61页 |
| ·分级模型结果 | 第61-63页 |
| ·本章小结 | 第63-64页 |
| 3 钛酸钠纳米管/Nafion复合膜的制备 | 第64-88页 |
| ·改性材料 | 第64-65页 |
| ·实验材料 | 第65页 |
| ·实验仪器 | 第65页 |
| ·实验步骤 | 第65-67页 |
| ·Nafion溶液的预处理 | 第65-66页 |
| ·钛酸钠/Nafion复合膜的制备 | 第66-67页 |
| ·表征与测试方法 | 第67-72页 |
| ·红外光谱 | 第67-68页 |
| ·拉曼光谱 | 第68页 |
| ·XRD | 第68页 |
| ·SEM | 第68-69页 |
| ·TEM | 第69页 |
| ·电导率 | 第69-70页 |
| ·透醇率 | 第70-71页 |
| ·含水率 | 第71页 |
| ·溶胀度 | 第71页 |
| ·机械性能 | 第71-72页 |
| ·结果与讨论 | 第72-87页 |
| ·铁酸钠纳米管的表征结果 | 第72-73页 |
| ·钛酸钠纳米管含量的优化 | 第73-78页 |
| ·钛酸钠纳米管/Nafion复合膜 | 第78-86页 |
| ·机理探讨和分析 | 第86-87页 |
| ·本章小结 | 第87-88页 |
| 4 单电池性能测试 | 第88-106页 |
| ·实验仪器和系统 | 第89-90页 |
| ·燃料电池测试系统和装置 | 第89页 |
| ·交流阻抗测量 | 第89-90页 |
| ·实验方法与步骤 | 第90-94页 |
| ·膜电极(MEA)的制备 | 第90-91页 |
| ·单电池的组装及性能测试方法 | 第91页 |
| ·甲醇溶液的配制 | 第91-92页 |
| ·电池的活化 | 第92-94页 |
| ·寻找电池的工作稳态 | 第94页 |
| ·测试结果与讨论 | 第94-105页 |
| ·电池温度对电池性能的影响 | 第94-95页 |
| ·阴极加湿温度对电池性能的影响 | 第95-96页 |
| ·甲醇浓度对电池性能的影响 | 第96页 |
| ·甲醇流速对电池性能的影响 | 第96-97页 |
| ·空气流速对电池性能的影响 | 第97-98页 |
| ·参数优化 | 第98页 |
| ·单电池性能对比 | 第98-101页 |
| ·交流阻抗 | 第101-102页 |
| ·燃料电池效率 | 第102-105页 |
| ·本章小结 | 第105-106页 |
| 5 模型与模拟 | 第106-118页 |
| ·理论模型 | 第107-111页 |
| ·基本假设 | 第107页 |
| ·物理模型 | 第107-108页 |
| ·控制方程 | 第108-109页 |
| ·边界条件 | 第109-110页 |
| ·模型参数 | 第110-111页 |
| ·数值模拟的结果与讨论 | 第111-117页 |
| ·结果验证 | 第111-112页 |
| ·甲醇渗透的作用 | 第112-113页 |
| ·甲醇的分布 | 第113-115页 |
| ·氧气的分布 | 第115-117页 |
| ·本章小结 | 第117-118页 |
| 6 结论 | 第118-122页 |
| ·研究内容成果 | 第118-120页 |
| ·未来工作建议 | 第120-122页 |
| 参考文献 | 第122-132页 |
| 附录A 实验数据 | 第132-140页 |
| 附录B 主要程序代码 | 第140-166页 |
| 个人简历 | 第166-170页 |
| 学位论文数据集 | 第170页 |
