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前言页1

第一章 绪论1

1.1 氢能与燃料电池1

1.2 燃料电池的组成及工作原理4

1.3 燃料电池的分类6

1.3.1 碱性燃料电池8

1.3.2 磷酸型燃料电池12

1.3.3 固体氧化物燃料电池13

1.3.4 熔融碳酸盐燃料电池15

1.3.5 质子交换膜燃料电池17

参考文献18

第二章 质子交换膜燃料电池的工作方式及特性20

2.1 质子交换膜燃料电池的发展简史20

2.2 质子交换膜燃料电池的工作方式22

2.3 质子交换膜燃料电池的特性24

2.3.1 质子交换膜燃料电池的效率24

2.3.2 质子交换膜燃料电池的温度特性25

2.3.3 质子交换膜燃料电池的压力特性26

2.3.4 质子交换膜燃料电池的环境特性28

2.3.5 质子交换膜燃料电池的模块特性29

2.3.6 质子交换膜燃料电池的开启特性29

2.3.7 质子交换膜燃料电池的燃料多样性30

2.3.8 质子交换膜燃料电池的安全可靠性30

2.3.9 质子交换膜燃料电池的CO敏感性31

参考文献32

3.1.1 质子交换膜概述34

3.1 质子交换膜燃料电池的质子交换膜34

第三章 质子交换膜燃料电池关键技术34

3.1.2 质子交换膜的结构特征38

3.1.3 质子交换膜的物理性能40

3.1.4 质子交换膜的电化学性能42

3.2 质子交换膜燃料电池的电催化剂43

3.2.1 电催化剂概述43

3.2.2 传统催化剂的改进44

3.2.3 新型催化剂的开发47

3.3.1 电极概述53

3.3 质子交换膜燃料电池的电极53

3.3.2 电极的制备工艺56

3.3.3 影响电极性能的参数64

3.4 质子交换膜燃料电池的水管理与热管理76

3.4.1 质子交换膜燃料电池中水的生成及其迁移76

3.4.2 质子交换膜燃料电池中水平衡的影响因素79

3.4.3 实现有效水管理的途径85

3.4.4 质子交换膜燃料电池的热管理95

3.5.1 纯氢97

3.5 质子交换膜燃料电池的燃料97

3.5.2 甲醇106

3.5.3 不同燃料和不同储存方式对比111

参考文献115

第四章 质子交换膜燃料电池系统的设计与优化125

4.1 质子交换膜燃料电池系统设计125

4.1.1 燃料及其循环系统126

4.1.2 氧化剂及其循环系统127

4.1.3 水/热管理系统127

4.1.4 控制系统128

4.2 质子交换膜燃料电池的系统优化130

4.2.1 过程参数130

4.2.2 气路设计134

4.2.3 水路/热交换系统设计136

4.2.4 热电集成和转化137

4.3 新型质子交换膜燃料电池系统139

参考文献144

5.1.1 大规模中心发电厂146

5.1 固定式电源146

第五章 质子交换膜燃料电池的应用与前景展望146

5.1.2 小型分散式配置电站147

5.2 移动式电源148

5.2.1 便携式电源148

5.2.2 航空航天与军事用电源152

5.2.3 车辆用动力电源156

5.3 前景展望163

参考文献164

致谢166