操作条件对PEM电池膜电极与双极板形变及电池性能的影响开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

燃料电池作为一种高效、清洁的能源转换装置，在近年来备受关注。

质子交换膜燃料电池（pemfc）以其低温启动快、能量转换效率高、环境友好等优点，在电动汽车、便携式电源等领域展现出巨大的应用潜力。

然而，pemfc的商业化应用仍面临着成本高、寿命短等挑战。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者对pemfc膜电极和双极板的形变以及操作条件对电池性能的影响进行了广泛的研究。

1. 国内研究现状

国内学者在pemfc关键材料、电堆结构设计和系统集成方面取得了一系列进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本论文将重点研究操作条件对pemfc膜电极和双极板形变的影响，以及形变对电池性能的影响机制。

1. 主要内容

1.操作条件对膜电极形变的影响：研究不同温度、湿度、压力等条件下，pemfc膜电极的形变行为，分析形变产生的原因，以及形变对pemfc内部传质、传热和电化学反应过程的影响机制。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究和数值模拟相结合的方法，具体步骤如下：1.文献调研：查阅国内外相关文献，了解pemfc膜电极和双极板形变的研究现状、最新进展以及存在的问题，为本研究提供理论基础。

2.材料制备与表征：制备pemfc膜电极和双极板样品，并对其进行物理化学性质表征，例如扫描电子显微镜（sem）、x射线衍射（xrd）、接触角测量等，分析其微观结构、表面形貌和亲疏水性等。

3.形变测试：搭建pemfc单电池测试平台，利用传感器、应变片、三维扫描仪等设备，实时监测不同操作条件下（温度、湿度、压力、气体流量等）pemfc膜电极和双极板的形变行为，并记录相关数据。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.将操作条件、膜电极/双极板形变和电池性能三者结合起来研究，系统地分析了它们之间的相互关系，为pemfc的设计和优化提供更全面的理论指导。

2.采用多种实验手段和数值模拟方法，对pemfc膜电极和双极板的形变行为进行深入研究，揭示了形变产生的机理及其对电池性能的影响机制。

3.基于实验结果和模拟分析，提出了优化pemfc操作条件和结构设计的建议，为提高pemfc的性能、寿命和可靠性提供新的思路。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 王振,张存满,徐春明,等.燃料电池金属双极板流场失效分析与寿命预测[j].中国表面工程,2021,34(04):1-15.

[2] 马龙,朱冬冬,潘牧.燃料电池用金属双极板的研究现状及发展趋势[j].材料保护,2020,53(10):109-117 124.

[3] 王宝辉,张亚雷,潘牧.车用燃料电池金属双极板的研究进展[j].电镀与涂饰,2020,39(20):1124-1133.