本书主要介绍了质子交换膜（PEM）燃料电池的原理、设计及实际应用等内容。全书内容共计12章，其中第1章概述了燃料电池的特点及发展历程；第2章和第3章分别介绍了燃料电池的化学、热动力学及电化学的相关内容；第4章分析了燃料电池的主要部件及其特性；第5章和第6章分别讨论了燃料电池的工作条件及其电池组的设计；第7~9章则讲述了电池的建模、故障诊断及系统设计；第10章对燃料电池的应用进行了总结；第11章讨论了燃料电池实际应用中的一个重要问题——电池耐久性；第12章则对燃料电池的未来进行了展望。书中很多章的末尾还辅以问题和测验，有助于读者掌握各章相关内容。
原书第1版的出版在国际范围内具有很大的影响力，原书第2版是结合了当今的PEM燃料电池技术进行的改版，影响力继续扩大。本书将理论与实践紧密结合，不仅能用于教学，而且对实际设计和工程具有直接的应用价值。
译者序原书序原书第2版前言原书第1版前言和致谢第1章绪论1.1什么是燃料电池1.2燃料电池简史1.3燃料电池的类型1.4PEM燃料电池如何工作1.5为何需要燃料电池1.6燃料电池的应用参考文献第2章燃料电池化学和热力学基础2.1基本反应2.2反应热2.3氢的高热值和低热值2.4理论电功2.5燃料电池的理论电势2.6温度效应2.7燃料电池的理论效率2.8卡诺效率的神话2.9压力效应2.10小结问题测验参考文献第3章燃料电池的电化学3.1电极反应动力学3.1.1反应速率3.1.2反应常数:转移系数3.1.3电流与电位的关系：巴特勒沃尔默方程3.1.4交换电流密度3.2电压损耗3.2.1活化极化3.2.2内部电流和渗透损耗3.2.3电阻（欧姆）损耗3.2.4浓度极化3.3电池电势：极化曲线3.4燃料电池的电势分布3.5极化曲线的参数灵敏度3.5.1转移系数/塔菲尔斜率的影响3.5.2交换电流密度的影响3.5.3氢渗透和内部电流损耗的影响3.5.4内阻的影响3.5.5极限电流密度的影响3.5.6工作压力的影响3.5.7空气与氧气对比3.5.8工作温度的影响3.6燃料电池效率3.7燃料电池极化曲线的含义和用途3.7.1由极化曲线得到的其他曲线3.7.2极化曲线的线性近似3.7.3利用极化曲线改变燃料电池的尺寸问题测验参考文献第4章电池主要部件、材料特性和过程4.1电池描述4.2膜4.2.1吸水性4.2.2物理特性4.2.3质子电导率4.2.4水传输4.2.5气体渗透4.2.6高温膜4.3电极4.4气体扩散层4.4.1处理和涂层4.4.2孔隙度4.4.3电导率4.4.4可压缩性4.4.5渗透性4.5双极板4.5.1材料4.5.2特性问题测验参考文献第5章燃料电池的工作条件5.1工作压力5.2工作温度5.3反应物流量5.4反应物湿度5.5燃料电池的质量平衡5.5.1入口流量5.5.2出口流量5.6燃料电池的能量平衡问题测验参考文献第6章电池组设计6.1燃料电池组的尺寸6.2电池组结构6.3反应物对各电池单元均匀分布6.4反应物在电池单元内部均匀分布6.4.1流场形状6.4.2流场朝向6.4.3通道结构6.4.4通道形状、尺寸和间距6.4.5流场压降6.5燃料电池组散热6.5.1电池组的热平衡6.5.2热传导6.5.3主动散热6.5.4通过自然对流和辐射的电池组散热6.5.5电池组冷却的备选方法6.6电池组夹紧结构问题测验参考文献第7章燃料电池建模7.1理论和控制方程7.1.1质量守恒7.1.2动量守恒7.1.3能量守恒7.1.4组分守恒7.1.5电荷守恒7.2建模域7.3建模示例7.3.1通过膜的一维模型7.3.2一维催化剂层模型7.3.3二维通道上方模型7.3.4沿通道的二维模型7.3.5三维模型7.3.6通过气体扩散层模型/孔隙网络模型7.4小结问题测验参考文献第8章燃料电池故障诊断8.1电化学技术8.1.1极化曲线8.1.2电流中断8.1.3电化学阻抗光谱学8.1.4其他电化学方法8.2物理和化学方法8.2.1组分分布映射8.2.2温度分布8.2.3电流分布映射8.3小结问题测验参考文献第9章燃料电池系统设计9.1氢/氧系统9.1.1氧供应9.1.2氢供应9.1.3水/热处理：系统集成9.2氢/空气系统9.2.1空气供应9.2.2被动式空气供应9.2.3氢供应9.2.4增湿方案9.2.5水/热处理：系统集成9.3具有燃料处理器的燃料电池系统9.3.1基本过程和反应9.3.2蒸汽重组9.3.3部分氧化和自热重组9.3.4重组对燃料电池性能的影响9.3.5系统集成9.4电气子系统9.5系统效率问题测验参考文献第10章燃料电池的应用10.1交通运输应用10.1.1汽车10.1.2公共汽车10.1.3多用途汽车10.1.4摩托车和自行车10.2固定电源10.2.1固定式燃料电池系统的分类10.2.2系统结构10.2.3整个燃料电池系统的效率10.2.4燃料电池系统的经济性10.3备用电源10.4用于小型便携式电源的燃料电池10.5可再生燃料电池及其应用10.5.1折中设计10.5.2可再生燃料电池的应用问题测验参考文献第11章聚合物电解质燃料电池的耐久性11.1简介11.2本章主要内容与组织结构11.3性能损失的类型11.3.1极化变化曲线的关键极限情况11.3.2实际极化变化曲线分析11.4与不同类型的损失有关的PEFC组件11.4.1催化活性损失11.4.2欧姆损失11.4.3反应物质量传输损失11.4.4向外泄漏、反应物渗透和电气短路11.5工作条件11.5.1电势需求11.5.2温度11.5.3电解质和湿度11.6加速测试方法11.7小结和未来展望致谢参考文献第12章未来的燃料电池和氢12.1简介12.2氢燃料简史12.3氢能源技术12.3.1制氢技术12.3.2储氢技术12.3.3运输和分配技术12.3.4氢能利用技术12.3.5氢作为燃料的安全性12.4目前的全球能源系统是否可持续12.5未来预测12.6未来可持续能源系统12.7氢过渡或“负氢经济”12.8未来能源革命12.9小结参考文献
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