聚合物电解质燃料电池-材料和运行物理原理
聚合物电解质燃料电池-材料和运行物理原理作者:迈克尔.艾克林 开 本:16开 书号ISBN:9787122315342 定价:168.0 出版时间:2019-05-01 出版社:化学工业 |
2.6.3水的结构和分布116
2.6.4质子和水的传输机制116
第3章催化层结构与运行117
3.1质子交换膜燃料电池的能量来源117
3.1.1催化层结构与性能的基本原理117
3.1.2催化层中结构与功能的形成119
3.1.3本章的概述和目标122
3.2多孔电极的理论与建模123
3.2.1多孔电极理论简史123
3.2.2误解与存在争议的问题125
3.3如何评估CCL的结构设计?126
3.3.1粒子半径分布的统计结果126
3.3.2Pt利用率的实验评估方法127
3.3.3催化活性128
3.3.4基于原子的Pt纳米粒子利用率因子129
3.3.5统计利用率因子129
3.3.6非均匀反应速率分布:效率因子131
3.3.7氧消耗过程中的效率因子:一个简单的例子132
3.4理论和模型中的*高水平:多尺度耦合133
3.5燃料电池催化剂的纳米尺度现象135
3.5.1粒子尺寸效应135
3.5.2Pt纳米粒子的内聚能136
3.5.3电化学氧化中COad的活性和非活性位点139
3.5.4Pt纳米颗粒氧化产物的表面多向性143
3.6Pt氧还原反应的电催化146
3.6.1Sabatier-Volcano原理146
3.6.2实验观察148
3.6.3Pt氧化物形成和还原149
3.6.4ORR反应的相关机制151
3.6.5ORR反应的自由能154
3.6.6解密ORR反应155
3.6.7关键的说明157
3.7水填充纳米孔洞的ORR反应:静电效应158
3.7.1无离聚物的超薄催化层158
3.7.2具有带电金属内壁的充水孔洞模型161
3.7.3控制方程与边界条件162
3.7.4求解稳态模型164
3.7.5界面的充电行为165
3.7.6电位相关的静电效应166
3.7.7纳米孔洞模型的评价169
3.7.8纳米质子燃料电池:一种新的设计规则?172
3.8催化层的结构形式及其有效性质172
3.8.1分子动力学模拟174
3.8.2CLs原子尺度的MD模拟174
3.8.3催化层溶液中自组装结构的中等尺度模型175
3.8.4粗粒度模型中力场的参数化177
3.8.5计算细节179
3.8.6微观结构分析179
3.8.7CLs中微观结构的形成180
3.8.8重新定义催化层中的离聚物结构182
3.8.9催化层中自组装现象:结论185
3.9传统CCL的结构模型和有效属性185
3.9.1催化层结构的实验研究186
3.9.2渗透理论的关键概念188
3.9.3渗透理论在催化层性能中的应用190
3.9.4交换电流密度192
3.10结束语193
第4章催化层性能模拟195
4.1催化层性能模型的基本构架196
4.1.1催化层催化性能模型196
4.1.2催化层的水:初步准备197
4.2阴极催化层迁移和反应模型198
4.3CCL运算标准模型199
4.3.1具有恒定性能的宏观均匀理论模型202
4.3.2过渡区域:两种极限情况205
4.3.3MHM模型结构优化206
4.3.4催化层中的水:水含量阈值207
4.3.5CCL分级模型211
4.4恒定系数的MHM:解析解214
4.5理想情况下的质子转移过程217
4.5.1方程的简化及解答217
4.5.2低槽电流值(ζ0?1)219
4.5.3高槽电流情况(ζ0?1)220
4.5.4过渡区域222
4.6氧气扩散的理想状态222
4.6.1约化方程组和运动积分222
4.6.2对于ε*?1和ε2*j20?1的情况223
4.6.3ε2*20参数值较大的情况224
4.6.4极化曲线的另一种简化形式228
4.6.5反应渗透深度230
4.7弱氧扩散极限230
4.7.1通过平面形状230
4.7.2极化曲线232
4.7.3γ的表达式233
4.7.4什么时候氧气扩散引起的电位降可以忽略不计?234
4.8氧气扩散引起的电位损失从较小到中等程度的极化曲线234
4.94.4~4.7节备注237
4.10直接甲醇燃料电池238
4.10.1DMFC中的阴极催化层238
4.10.2DMFC的阳极催化层248
4.11催化层的优化257
4.11.1引言257
4.11.2模型257
4.11.3担载量优化260
4.12催化层的热通量263
4.12.1引言263
4.12.2基本方程264
4.12.3低电流密度区域265
4.12.4高电流密度区域265
4.12.5热通量的一般方程266
4.12.6备注267
第5章应用268
5.1应用章节介绍268
5.2燃料电池模型中的聚合物电解质薄膜269
5.3PEM中水的动态吸附及流体分布269
5.3.1膜电极中水的传质269
5.3.2PEM中水渗透作用的实验研究270
5.3.3PEM中水流的非原位模型272
5.4燃料电池模型中膜的性能279
5.4.1理想条件下膜的运行性能279
5.4.2PEM运行的宏观模型:一般概念了解279
5.4.3水渗透模型的结果281
5.4.4扩散与水渗透的比较282
5.4.5膜中水分布和水流283
5.4.6总结:PEM的运行283
5.5燃料电池的性能模型284
5.5.1介绍284
5.5.2GDL中氧气的传质损失285
5.5.3流道中氧气传质导致的电压损失286
5.5.4极化曲线拟合292
5.6催化层阻抗的物理模型294
5.6.1引言294
5.6.2RC并联电路的阻抗294
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