1. 研究目的与意义（文献综述）

质子交换膜燃料电池(pemfc)具备高效、高功率密度、快速启动和零排放的特点，近年来已成为新能源汽车的动力装置选项之一。燃料电池的工作原理在转换存储在燃料中的化学能为电能，这个过程包含且耦合了电化学反应、流体流动、传热、多组分扩散等多种物理现象，模拟仿真方法可以将这些现象做分别研究，也可以将所有参与到的现象耦合在一起做全盘的分析。

气体扩散层(gdl)作为质子交换膜燃料电池的核心部件之一，其性能优劣直接影响电池的输出功率和使用寿命，气体扩散层相关内容的研究也是燃料电池领域的重要课题之一。

60年代,美国首先将pemfc用于gemini宇航飞行。但由于昂贵的结构材料和高的pt黑用量阻滞了它的发展。直到1983年加拿大国防部又资助ballard公司发展pemfc,至今已取得了突破性进展,电池组的功率已达1000w/l,700w/kg,超过了doe和pngv(partnership for a new generation vehicle)制定的电汽车指标,引起了世界各发达国家和各大公司高度重视,并投巨资发展这一技术。美国三大汽车公司(gm,ford,chrysler)均在doe资助下发展pemfc电汽车,德国的daimler-benz和日本的toyto motor等也在发展pem电汽车。

2. 研究的基本内容与方案

本毕业设计结合科研项目，基于孔尺度模型(psm)建立质子交换膜燃料电池气体扩散层三维传输模型，模拟气体扩散层中的氧气、水、电子与热量的传输过程，通过数值分析的方法，对传输现象进行研究，并为气体扩散层传输过程的数值模拟仿真提供思路和依据。本毕业设计主要开展以下工作：

1．查阅关于psm在燃料电池建模与仿真中的应用、燃料电池性能影响因素研究方面的文献资料，了解国内外相关研究现状；

2． 1、基于psm建立燃料电池气体扩散层三维传输模型；

3. 研究计划与安排

预备周：确定选题、收集文献资料（包括外文资料）。

1周：撰写文献摘要，写开题报告初稿。

2周：完成文献摘要，网上提交开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 罗马吉，燃料电池基础，武汉，武汉理工大学汽车工程学院，2016

[2] 吴伟,蒋方明,陈治,汪颖,赵丰刚,曾毓群.licoo_2电池正极三维微结构的montecarlo重构及特征化[j].无机材料学报,2013,28(11):1243-1247

[3] 刘义鹤,江洪.燃料电池质子交换膜技术发展现状[j].新材料产业,2018(05):27-30.