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第一部分　燃料电池原理第1章　燃料电池简介2

1.1　什么是燃料电池2

1.2　一个简单的燃料电池4

1.3　燃料电池的优点6

1.4　燃料电池的不足6

1.5　燃料电池的类型8

1.6　燃料电池的基本工作过程9

1.7　燃料电池性能12

1.8　特性与建模14

1.9　燃料电池技术15

1.10　燃料电池与环境15

1.11　本章摘要16

习题17

第2章　燃料电池热力学19

2.1　热力学回顾19

2.2　燃料的热潜能：反应焓26

2.3　燃料的做功潜能：吉布斯自由能28

2.4　非标准状态条件下燃料电池可逆电压的预测35

2.5　燃料电池效率43

2.6　本章摘要47

习题48

第3章　燃料电池反应动力学50

3.1　电极动力学的介绍50

3.2　为何电荷传输过程会有一个活化能54

3.3　活化能决定反应速率56

3.4　反应净速率的计算57

3.5　平衡态下的反应速率：交换电流密度58

3.6　平衡条件下的反应电势：伽伐尼电势58

3.7　电势和速率：Butler-Volmer方程60

3.8　交换电流和电催化：如何改善动力学性能65

3.9　简化的活化动力学：泰菲尔等式67

3.10　不同燃料电池反应产生不同动力学69

3.11　催化剂-电极设计72

3.12　量子力学：理解燃料电池催化剂的体系73

3.13　本章摘要76

习题77

第4章　燃料电池电荷传输80

4.1　响应力的电荷移动80

4.2　电荷传输导致电压损失83

4.3　燃料电池电荷传输电阻的特性85

4.4　电导率的物理意义89

4.5　燃料电池电解质种类综述92

4.6　关于扩散率和电导率的更多内容（选读）107

4.7　为何电驱动力决定电荷传输（选读）112

4.8　本章摘要113

习题114

第5章　燃料电池质量传输117

5.1　电极与流场结构中的传输117

5.2　电极内的传输：扩散传输120

5.3　流场结构中的传输：对流传输128

5.4　本章摘要143

习题144

第6章　燃料电池模型146

6.1　把它们组合起来：一个基本的燃料电池模型146

6.2　一维燃料电池模型150

6.3　基于计算流体动力学的燃料电池模型（选读）166

6.4　本章摘要168

习题169

第7章　燃料电池表征173

7.1　我们关注哪些特性173

7.2　表征技术总论174

7.3　现场电化学表征技术176

7.4　非现场表征技术196

7.5　本章摘要198

习题199

第二部分　燃料电池技术第8章　燃料电池类型概述202

8.1 引言202

8.2　磷酸燃料电池202

8.3　聚合物电解质膜燃料电池204

8.4　碱性燃料电池206

8.5　熔融碳酸盐燃料电池208

8.6　固态氧化物燃料电池210

8.7　比较总结212

8.8　本章摘要212

习题213

第9章　燃料电池系统概述215

9.1　燃料电池堆（燃料电池子系统）216

9.2　热管理子系统219

9.3　燃料传输／处理子系统221

9.4　电力电子子系统227

9.5　燃料电池系统设计个案研究：便携式燃料电池的尺寸设计231

9.6　本章摘要234

习题235

第10章　燃料电池系统集成和子系统设计237

10.1 四个主要子系统的总述237

10.2　外部重整：燃料处理子系统248

10.3　热管理子系统260

10.4　本章摘要272

习题273

第11章　燃料电池的环境效应275

11.1　寿命周期评价275

11.2　LCA的重要排放物282

11.3　有关全球变暖的排放物282

11.4　有关空气污染的排放物290

11.5　利用LCA的整体分析293

11.6　本章摘要295

习题296

第三部分　附录300

附录A　常数与换算300

附录B　热动力学数据302

附录C　25℃时的标准电极电势309

附录D　量子力学310

附录E　CFD燃料电池模型的控制方程318

附录F　元素周期表321

附录G　补充阅读材料322

参考文献323

重要公式328