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1. 研究目的与意义（文献综述）
1 文献综述
传统的化石能源在能量转化过程中会释放出粉尘，一氧化碳，二氧化碳等有害物质威胁地球生态。应用较为广泛的化石能源汽油，柴油燃烧转化为机械能的效率受卡诺循环限制而降低，一般为26％-40％和34％-45％。对于交通运输行业不但需要提出高燃料转化率要求，还必须努力减少尾气排放。对于我国电力行业，目前采用最多的是火力发电，占据总发电量的70％以上。然而火力发电会产生大量的环境污染物，包括废气，废水以及废渣等有害物质，此外，还伴有噪音。加上由于全球气温变暖引发的全球自然灾害日益频繁，随着经济发展，环境污染也逐步恶化，这些都对开发清洁能源提出越来越迫切的要求。
燃料电池作为一种新的能源形式因其具有高效率和零排放的特点而受到越来越多的关注。其中，质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell，pemfc）因其高功率密度、低工作温度、相对快速的启动和关闭等优点，被认为是未来汽车的理想动力源之一，已成为研究的热点。pemfc是一种直接的电化学能量转换装置，工作时，阳极内通入h2，阴极内通入o2或空气，气体通过扩散层在燃料电池内部产生电化学反应。h2在阳极催化层产生h 和电子，h 通过水合作用向阴极传输，在阴极催化层与o2-形成h2o（液态或气态）。燃料电池流场包含许多用于输送反应物和产品的气体通道。具体地说，阴极通道连续去除液态水是一个关键问题，因为水产生在阴极上，如果没有从通道中及时去除，会导致水滴泛滥，并阻止气态氧向电化学活性部位的传输。结果，不仅可能出现不规则的电流分布和性能损失，而且可能会增加退化速率和不稳定运行。
2. 研究的基本内容与方案
1 研究内容
通过改变不同的实验条件，来研究各种影响液态水运输的因素：
（1）不同的流道结构，包括流道的布局、长度、宽度、深度、截面形状和流道形式（平行流道、交指形流道、蛇形流道等）。
3. 研究计划与安排
第1－3周 查阅相关文献资料，学习相关理论，掌握pem电池原理、结构、性能及影响因素，以及pem电池流场技术动态；了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系； 完成英文翻译，并完成开题报告。
第4-6周明确研究内容，了解研究实验所需原料、仪器和设备，确定技术方案，学习计算机模拟方法。
第7-10周进行模拟计算，包括微流道结构尺寸、截面形状、表面润湿性特征等因素对液态水运输的影响。
4. 参考文献（不低于12篇）
[2]杨家培，马骁，雷体蔓，罗开红，帅石金.燃料电池扩散层与流道中液态水传输数值模拟与协同优化[j].清华大学学报(自然科学版),2019,第59卷(7): 580-586
[3]徐一凡，彭林法.燃料电池流道内液滴流动建模与分析[j].电源技术,2019,第43卷(5): 815-818
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