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、清洁的能量转换装置，在新能源汽车领域展现出巨大潜力。

质子交换膜燃料电池（pemfc）因其低温启动快、功率密度高、零排放等优点，被认为是最具应用前景的车用燃料电池类型之一。

然而，pemfc的商业化应用仍面临着诸多挑战，其中质子交换膜的耐久性问题尤为突出。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者对pemfc质子交换膜的耐久性进行了大量研究，并取得了一定的进展。

1. 国内研究现状

国内在pemfc质子交换膜耐久性方面研究起步较晚，但发展迅速。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将围绕车用pemfc质子交换膜耐久性问题展开，主要内容包括：
1.pemfc质子交换膜工作原理及失效机制：阐述pemfc质子交换膜的工作原理，分析其在化学、机械和热等因素作用下的失效机制，例如膜的化学降解、机械损伤和尺寸变化等。

2.车用pemfc质子交换膜耐久性影响因素：分析影响车用pemfc质子交换膜耐久性的关键因素，包括化学因素（如自由基攻击、燃料渗透等）、机械因素（如启动/停止过程中的压力波动、水管理不当导致的膜膨胀/收缩等）以及操作条件因素（如温度、湿度、电流密度等）。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用文献研究、理论分析、实验研究和数值模拟等方法，对车用pemfc质子交换膜耐久性问题进行系统深入的研究。

首先，将通过查阅国内外相关文献，了解pemfc质子交换膜耐久性研究的最新进展，分析现有研究方法的优缺点，为本研究提供理论基础和技术路线。

其次，将利用理论分析方法，建立pemfc质子交换膜失效机制模型，分析化学因素、机械因素和操作条件对膜耐久性的影响规律，为后续实验研究提供理论指导。

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.将从车用工况出发，重点关注pemfc质子交换膜在实际应用场景下的耐久性问题，分析动态工况、环境因素等对膜性能的影响，为开发高可靠性车用pemfc提供技术支持。

2.将结合多种研究方法，包括电化学测试、物理表征、数值模拟等，对pemfc质子交换膜的耐久性进行全面系统的研究，以期获得更深入、更准确的研究结果。

3.将探索新的pemfc质子交换膜耐久性提升策略，例如开发新型抗氧化、耐腐蚀的膜材料，优化燃料电池水管理和热管理系统等，以期突破现有技术瓶颈，延长pemfc的使用寿命。

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. 王志强, 潘牧. 燃料电池汽车用质子交换膜研究进展[j]. 电池, 2021, 51(5): 311-317.

2. 马龙, 王振东, 马立东, 等. 质子交换膜燃料电池用长寿命质子交换膜研究进展[j]. 化工进展, 2021, 40(1): 1-14.

3. 张华, 魏丽乔, 李欣, 等. 质子交换膜燃料电池关键材料耐久性研究进展[j]. 化工新型材料, 2020, 48(11): 1-7, 42.