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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 化学工程
题名: 直接甲醇燃料电池传输迁移行为研究
作者: 杨林林
答辩日期: 2013-11-20
导师: 孙公权
专业: 化学工程
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 本论文围绕传质过程,从实验及模型两方面对传输迁移行为进行研究。主要结果如下:从非平衡热力学角度,依据Nernst-Planck方程及量纲分析推导出了燃料电池的传质损失表达式,该式是目前文献报导模型中唯一一个既有明确物理意义又同实验数据吻合较好的方程。该方程所需拟合参数量少,使用方便。建立了测定DMFC阳极传质系数的方法:通过测定甲醇渗透通量反推出阳极催化层中甲醇浓度从而求得传质系数。并通过量纲分析建立了阳极传质系数的宏观关联式,以期指导电极结构及操作条件优化。以气体扩散层中传质系数大小为依据,选取碳布作为支撑层对电极结构进行优化,藉此组装单体DMFC的峰值功率密度达到175mW.cm-2,远高于使用JM公司商品膜电极(MEA)组装单池的124mW.cm-2。设计了水汽扩散池并建立了一种测试有效扩散系数的方法,借此考察了温差驱动下气体扩散层中水的传质通量大小及其影响因素。传质通量的影响因素有二:一为有效扩散系数,二是化学势差。多孔介质中水化学势对计算传质驱动力必不可少,此处提出一种通过测定水汽通量及有效扩散系数大小来获得水的化学势的简便方法。考察了DMFC单池在冷冻解冻循环过程中的性能衰减情况,区分了可逆及不可逆衰减。提出一种消除可逆衰减的简便方法,即DMFC经历冷冻解冻后对其施加一反向电流。采用该方法,DMFC经历100次冷冻解冻循环(-10—-60℃)后在100mA.cm-2时 的电压仅衰减16 mV。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/119846
Appears in Collections:中国科学院大连化学物理研究所_学位论文

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杨林林. 直接甲醇燃料电池传输迁移行为研究[D]. 中国科学院研究生院. 2013.
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