《氫燃料電池》主要匯集了中科院大連化學物理研究所燃料電池團隊最新的燃料電池研究工作進展，內(nèi)容包括燃料電池概念與原理，質(zhì)子交換膜、電催化劑、膜電極、雙極板等關鍵材料和部件的研制與測試方法、環(huán)境適應性，單電池、燃料電池電堆以及燃料電池系統(tǒng)等的設計與實驗方法的研究成果。
本書既可以為燃料電池的研發(fā)人員在燃料電池的基礎材料、關鍵部件以及電堆與系統(tǒng)等方面的研發(fā)與應用提供借鑒，也可以作為大專院校相關專業(yè)學生和老師的學習參考書。本書的出版可為氫能領域的研究和利用人員提供有益參考，為氫能的高效利用提供一定的指導。
第1章燃料電池概念與原理/1
1.1氫燃料電池原理/1
1.2氫燃料電池發(fā)展簡史/3
1.3氫燃料電池的特點、分類及應用/4
1.3.1氫燃料電池的特點/4
1.3.2燃料電池的分類及應用/5
1.4電極過程動力學/7
1.4.1法拉第定律/7
1.4.2電化學反應速率/7
1.4.3電池反應和電極過程/8
1.4.4燃料電池的極化/9
1.4.5電化學極化/11
1.4.6傳質(zhì)極化/12
1.4.7燃料電池的不可逆性/14
1.4.8燃料滲透和內(nèi)電流/14
1.5電化學熱力學/15
1.5.1電極電勢/15
1.5.2可逆電動勢/16
1.5.3燃料電池的效率/18
1.5.4燃料電池實際效率的影響因素/20
參考文獻/25
第2章質(zhì)子交換膜/27
2.1引言/27
2.2質(zhì)子交換膜的基本性能/28
2.2.1質(zhì)子傳導率/28
2.2.2離子交換當量/29
2.2.3拉伸強度/29
2.2.4吸水率/30
2.2.5溶脹率/30
2.2.6透氣率/30
2.2.7氫氣滲透電流/31
2.3全氟質(zhì)子交換膜/32
2.3.1全氟磺酸型質(zhì)子交換膜結構/34
2.3.2全氟磺酸膜的質(zhì)子傳導模型與機理/35
2.4復合質(zhì)子交換膜/37
2.4.1基膜增強拉伸多孔PTFE復合增強膜/37
2.4.2無機材料增強型質(zhì)子交換膜/39
2.4.3部分氟化復合膜/47
2.5烴類質(zhì)子交換膜/48
2.5.1低溫烴類膜/49
2.5.2聚苯并咪唑膜/52
2.6質(zhì)子交換膜的降解/55
2.6.1化學降解/55
2.6.2熱降解/57
2.6.3物理損傷/57
2.6.4質(zhì)子交換膜降解表征方法/57
2.6.5提高質(zhì)子交換膜穩(wěn)定性的方法/61
參考文獻/62
第3章電催化劑/69
3.1質(zhì)子交換膜燃料電池中的電催化概述/69
3.2氧還原催化劑/70
3.2.1鉑黑催化劑/70
3.2.2Pt/C催化劑/71
3.2.3PtM催化劑/75
3.2.4非鉑催化劑/82
3.2.5非金屬催化劑/88
3.3氫氧化催化劑/90
3.4催化劑的衰減機理/91
3.5催化劑載體/92
3.6電催化劑的特性測試/95
3.6.1鉑含量測試/95
3.6.2電化學活性面積（ECSA）測試/96
3.6.3比表面積、孔容、孔徑分布測試/97
3.6.4結構表征/98
3.6.5形貌表征/99
3.7電催化劑的特性測試實施例/99
參考文獻/102
第4章膜電極/108
4.1電極內(nèi)部的反應與傳遞過程/109
4.2氣體擴散層/109
4.2.1氣體擴散層的基本要求/109
4.2.2氣體擴散層的微孔層/110
4.2.3氣體擴散層的特性及測試/111
4.2.4商業(yè)化的氣體擴散層/113
4.3催化層/115
4.3.1催化層的特性參數(shù)與測試/115
4.3.2氣體擴散電極/118
4.3.3催化劑覆膜催化層/120
4.3.4功能化膜電極/125
4.3.5有序超薄催化層/127
參考文獻/138
第5章雙極板/142
5.1燃料電池雙極板的功能與分類/142
5.2雙極板的流場與密封/143
5.2.1流場/143
5.2.2密封/144
5.3典型的雙極板材料/145
5.3.1機加工石墨雙極板/145
5.3.2模壓膨脹石墨雙極板/146
5.3.3復合材料雙極板/149
5.3.4金屬雙極板/150
5.4雙極板的評價方法/162
5.4.1體電阻測試/162
5.4.2接觸電阻測試/162
5.4.3機械強度測試/163
5.4.4電化學腐蝕評價/164
5.4.5接觸角測試/165
參考文獻/165
第6章單電池與運行/168
6.1單電池的構成與組裝/168
6.1.1單電池的構成/168
6.1.2單電池的組裝/169
6.1.3測試裝置/170
6.1.4單電池的活化/170
6.2單電池的常規(guī)測試/170
6.2.1電流-電壓（I-V）特性測試與極化/170
6.2.2電化學阻抗測試/173
6.2.3電化學活性面積測試/175
6.2.4膜的氫滲透/176
6.2.5開路測試/176
6.3運行條件/177
6.3.1運行溫度/177
6.3.2工作壓力與反應氣計量系數(shù)/177
6.3.3濕度/178
6.4低溫環(huán)境對燃料電池的影響/182
6.4.1燃料電池中水的狀態(tài)/182
6.4.2低溫存儲/183
6.4.3低溫啟動/184
6.5雜質(zhì)對電池的影響/189
6.5.1雜質(zhì)對質(zhì)子交換膜的影響/190
6.5.2雜質(zhì)對陽極的影響/193
6.5.3雜質(zhì)對陰極的影響/195
參考文獻/198
第7章電堆/201
7.1電堆的若干概念/201
7.1.1能量轉換效率/201
7.1.2電堆單池性能的一致性/203
7.1.3反極/204
7.2電堆的機械結構與組裝技術/206
7.2.1電堆的機械結構/206
7.2.2電堆的組裝技術/211
7.3電堆的性能/213
7.3.1單池單元的性能設計/213
7.3.2電堆的工程放大設計/220
7.3.3電堆的水管理/228
7.4電堆的耐久性/237
7.4.1關鍵材料的性能衰減路徑/238
7.4.2電堆性能的衰減模式/239
7.4.3實際應用中電堆耐久性的提升策略/246
參考文獻/248
第8章系統(tǒng)/250
8.1系統(tǒng)的結構/251
8.2系統(tǒng)的效率、設計及關鍵零部件/252
8.2.1系統(tǒng)的效率/252
8.2.2系統(tǒng)的設計/252
8.2.3關鍵零部件/256
8.3系統(tǒng)的應用分析/261
8.3.1客車示范運行中的系統(tǒng)穩(wěn)定性分析/262
8.3.2轎車示范運行中的系統(tǒng)穩(wěn)定性分析/266
參考文獻/270
書單推薦
