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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