车用PEMFC质子交换膜耐久性研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

燃料电池作为一种高效、清洁的新型能源转换装置，在新能源汽车领域展现出巨大的应用潜力。

其中，质子交换膜燃料电池（pemfc）因其低温启动速度快、能量转换效率高、环境友好等特点，被认为是最具潜力的电动汽车动力源之一。

质子交换膜（pem）是pemfc的核心部件之一，其性能直接影响燃料电池的输出功率、寿命和成本。

2. 本选题国内外研究状况综述

pemfc质子交换膜的耐久性研究一直是国内外学术界和工业界关注的焦点。

近年来，各国研究者在提高pem的耐久性方面取得了一系列进展，但仍面临着诸多挑战。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题研究的主要内容包括以下几个方面：1.深入研究车用pemfc质子交换膜的失效机理，分析化学降解、机械降解、热降解等因素对膜性能的影响，揭示不同失效模式之间的相互作用机制。

2.探究不同运行工况对车用pemfc质子交换膜耐久性的影响，包括温度、湿度、电流密度、启停循环等因素，建立相应的寿命预测模型。

3.分析不同质子交换膜材料的化学结构、物理性质与其耐久性之间的关系，探索提高膜材料抗氧化性、机械强度、化学稳定性的方法。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法，并按照以下步骤逐步开展：1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解车用pemfc质子交换膜耐久性研究现状、最新进展和发展趋势，为本研究提供理论基础和研究方向。

2.实验研究阶段：a.搭建车用pemfc测试平台，模拟实际运行工况，进行pemfc性能测试和寿命测试。

b.采用扫描电镜、透射电镜、红外光谱、x射线衍射等材料表征手段，分析pemfc质子交换膜的微观结构、化学组成和物理性质的变化，研究其失效机理。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：1.将从多尺度角度研究车用pemfc质子交换膜的失效机理，揭示不同失效模式之间的相互作用机制，为开发高耐久性pem提供理论依据。

2.将结合实验研究和数值模拟，建立车用pemfc质子交换膜耐久性预测模型，为燃料电池的寿命评估和性能优化提供技术支持。

3.将探索提高车用pemfc质子交换膜耐久性的新材料、新方法和新技术，为推动燃料电池汽车的商业化应用提供技术路线。

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. 王振东, 王树军, 张存满, 等. 燃料电池汽车用质子交换膜关键材料研究进展[j]. 化工进展, 2020, 39(12): 5099-5111.

2. 马紫峰, 张晨, 潘牧. 燃料电池用质子交换膜研究进展[j]. 功能材料, 2019, 50(5): 5014-5023, 5030.

3. 邢丽丽, 孙浩, 王慧, 等. 质子交换膜燃料电池关键材料研究进展[j]. 功能材料, 2020, 51(5): 5001-5013.