质子交换膜燃料电池扩散层物性分形表征方法及其应用
作者：石英，全书海，娄小鹏 编著
出版时间：2012年
内容简介
《质子交换膜燃料电池扩散层物性分形表征方法及其应用》紧密结合当前质子交换膜燃料电池的研究热点，对电极重要组成部分——气体扩散层微结构表征、建模及其物性参数预测技术的研究现状进行了较为详尽的分析和总结。全书共分为7章，主要内容包括绪论、气体扩散层分形特性试验分析、气体扩散层分形微观表征、气体扩散层渗透率预测建模、气体扩散层有效热导率预测建模、气体扩散层有效扩散系数预测建模和多尺度关联仿真。 《质子交换膜燃料电池扩散层物性分形表征方法及其应用》可供从事能源、动力、化工、材料、物理、电子、农业等领域的科技工作者和工程技术人员使用，也可供高等院校相关专业师生参考。
目录
第1章 绪论
1.1 PEM燃料电池及其计算机模拟
1.1.1 PEM燃料电池
1.1.2 PEM燃料电池的计算机模拟
1.1.3 PEM燃料电池模型简述
1.2 扩散层多孔介质及其分形模型
1.2.1 PEM燃料电池的扩散层
1.2.2 多孔介质及其分形模型
1.3 本书要点
第2章 PEM燃料电池扩散层的分形特征
2.1 分形几何
2.1.1 分形的概念
2.1.2 分形的性质
2.1.3 分形维数
2.1.4 分形理论在材料表征研究申的应用
2.2 PEM燃料电池扩散层压汞试验
2.2.1 压汞测孔试验原理和方法
2.2.2 扩散层碳纤维纸试样
2.2.3 测试结果
2.3 压汞试验结果的分形分析
2.3.1 扩散层多孔介质分形特性
2.3.2 扩散层分形维数的测定
2.3.3 结果分析
2.4 本章小结
第3章 扩散层的分形描述及分形维数
3.1 扩散层的分形描述
3.1.1 表征毛细管通道弯曲的分形标度关系
3.1.2 表征孔径与孔隙数目的分形标度关系
3.2 分形维数的测定方法
3.2.1 分形维数测定方法的分类
3.2.2 基于数字图像的分形维数测定方法
3.2.3 基于SEM图像的扩散层分形维数测定方法优选
3.3 扩散层孔隙面积分形维数的测定
3.4 扩散层曲线分形维数的测定
3.5 本章小结
第4章 扩散层渗透率的分形模型及预测
4.1 多孔介质渗透率及其分形研究
4.1.1 多孔介质的渗透率
4.1.2 多孔介质渗透率的研究方法
4.1.3 多孔介质渗透率的分形研究
4.2 扩散层饱和渗透率的分形模型
4.2.1 扩散层的流量计算
4.2.2 扩散层的饱和渗透率及分析
4.2.3 扩散层饱和渗透率中的单元截面计算
4.3 扩散层饱和渗透率的分形预测
4.3.1 饱和渗透率分形模型的验证
4.3.2 分形维数和孔隙率对饱和渗透率的影响
4.3.3 Knudsen效应对饱和渗透率的影响
4.4 扩散层相对渗透率的分形模型
4.4.1 扩散层的润湿性研究
4.4.2 扩散层分形描述的修正
4.4.3 扩散层毛细管压力与液相饱和度关系的分形模型
4.4.4 基于分形的相对渗透率模型推导
4.5 扩散层相对渗透率的分形预测
4.5.1 液相饱和度分形模型的验证
4.5.2 PTFE对毛细管压力与液相饱和度关系的影响
4.5.3 分形维数对毛细管压力与液相饱和度关系的影响
4.5.4 PTFE和分形维数对相对渗透率的影响
4.6 本章小结
第5章 扩散层热导率的分形模型及预测
5.1 多子乙介质热导率及其分形研究
5.1.1 多孔介质中的传热
5.1.2 多孔介质热导率的研究方法
5.1.3 多孔介质热导率的分形研究
5.2 扩散层热导率的分形模型
5.2.1 并联模型
5.2.2 串联及串并联混合模型
5.3 扩散层热导率的分形预测
5.3.1 热导率分形模型的预测分析
5.3.2 分形维数和孔隙率对热导率的影响
5.4 本章小结
第6章 扩散层扩散系数的分形模型及预测
6.1 多孔介质扩散系数及其分形研究
6.1.1 多孔介质的扩散系数
6.1.2 多孔介质扩散系数的研究方法
6.1.3 多孔介质扩散系数的分形研究
6.2 氢有效扩散系数的分形模型及其预测
6.2.1 氢有效扩散系数的分形模型
6.2.2 氢有效扩散系数的分形预测
6.2.3 分形维数和孔隙率对氢有效扩散系数的影响
6.3 氧有效双元扩散系数的分形模型及预测
6.3.1 有效双元扩散系数的表达
6.3.2 基于分形的氧有效双元扩散系数模型推导
6.3.3 氧有效双元扩散系数模型验证
6.3.4 分形维数和孔隙率对氧有效双元扩散系数的影响
6.5 本章小结
第7章 扩散层微结构对PEM燃料电池性能的影响
7.1 PEM燃料电池性能模拟的数学模型
7.1.1 连续方程
7.1.2 动量方程
7.1.3 能量方程
7.1.4 组分方程
7.1.5 电化学方程
7.2 几何模型、边界条件及计算方案
7.2.1 几何模型
7.2.2 边界条件
7.2.3 计算方案
7.3 计算结果及分析
7.4 本章小结
参考文献
