阐述微结构微型燃料电池双极板有序固着研磨工艺与试验

论文导读：.2微流道的结构设计61-633.4本章小结63-64第4章微型燃料电池双极板性能的探讨64-804.1微型燃料电池测试装置的设计64-744.1.1设计目标规划64-654.1.2制约系统的规划65-674.1.2.1电池运转温度制约65-664.1.2.2阴极气体压力调节66-674.1.2.3阴极气体加湿制约674.1.3器件选型67-714.1.3.1蠕动泵68-694.1.3.2电子负载
摘要：随着互联网蓬勃进展以及电子产品体验服务不断升级,传统电池的续航能力和储能量受到了挑战。微型燃料电池除了环境友好、比功率高和可靠性好的优点外,相对于传统蓄电池还具有更高的能量密度且更换燃料方便。双极板作为微型燃料电池的核心组件,寻找高效、批量化、低成本的双极板加工工艺是微型燃料电池商业化的关键因素之一。本论文对双极板表面微结构的有序固着研磨加工工艺进行了深入探讨,主要探讨了有序工艺中固着研磨盘上不同金刚石颗粒排布方式对轨迹成形的影响,采取的方式是对不同的排布方式所对应的轨迹进行均匀性评价和分形特性的探讨,最终确定同心圆间距为40mm,颗粒间夹角为30。的经纬排布方式为最优排布,且证明了有序固着工艺有望获得高效传质的双极板表面分叉微结构。此外,对最优排布所对应的轨迹进行浅析,结果得出该轨迹是由分叉单元结构旋转阵列而成,将单元结构与传统直行流道叠加以而设计出新型分叉流道结构。为了浅析新型流道对电池性能影响,构建了具有电池运转温度制约、阴极气体压力调节、阴极气体加湿制约、阳极甲醇输运制约系统和单电池的燃料电池测试模块的实验装置。实验探讨得出燃料电池最优操作参数,以此为基础,比较浅析新型分叉流道与传统蛇形流道对电池性能影响。实验结果显示了新型分叉流道在性能和进出口压降上都超越传统蛇形流道。关键词：双极板论文分叉表面微结构论文均匀性论文分形特性论文测试实验装置论文比较实验论文
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ABSTRACT6-8
目录8-10
第1章 绪论10-30

1.1 微型燃料电池的科学不足和运用前景10-13

1.2 微型燃料电池双极板特性13-24

1.2.1 微型燃料电池工作原理及其分类13-15

1.2.2 微型燃料电池的特性参数15-16

1.2.3 双极板材料探讨近况16-20

1.2.3.1 多孔硅基双极板17

1.2.3.2 聚合物基双极板17-19

1.2.3.3 金属基双极板19-20

1.2.4 双极板的制备工艺近况20-24

1.2.4.1 硅基极板加工工艺20-21

1.2.4.2 金属基极板加工工艺21-22

1.2.4.3 聚合物基极板加工工艺22-24

1.3 微型燃料电池流场的特性24-27

1.4 电池特性的浅析测试平台27-28

1.5 探讨内容及论文结构安排28-30

第2章 双极板表面微结构设计策略30-42

2.1 分叉型微结构对传热传质的作用30-34

2.

1.1 仿生分叉微结构的传热传质30-32

2.

1.2 分形分叉微结构的传热传质32-34

2.2 分叉型微结构对反应效率的作用34-36

2.3 分叉型微结构设计和优化36-40

2.3.1 Murray定律36-38

2.3.2 分形几何论述38-39

2.3.3 典型分叉微结构设计模型及其优化39-40

2.4 本章小结40-42

第3章 研磨表面的分叉微结构探讨42-64

3.1 有序固结研磨加工的轨迹浅析42-55

3.

1.1 有序固着研磨加工策略43-44

3.

1.2 有序固结研磨轨迹的数学模型44-46

3.

1.3 有序磨粒的排布形式对轨迹的作用46-50

3.

1.4 研磨轨迹的均匀性浅析50-55

3.2 分叉型微结构的分形特点55-60
3.

2.1 研磨轨迹的数字图像计盒维数计算策略55-58

3.

2.2 有序磨粒的排布方式对分形维数的作用58-60

3.3 分叉微结构的运用探讨60-63

3.1 微流道的单元结构60-61

3.2 微流道的结构设计61-63

3.4 本章小结63-64

第4章 微型燃料电池双极板性能的探讨64-80

4.1 微型燃料电池测试装置的设计64-74

4.

1.1 设计目标规划64-65

4.

1.2 制约系统的规划65-67

4.

1.2.1 电池运转温度制约65-66

4.

1.2.2 阴极气体压力调节66-67

4.

1.2.3 阴极气体加湿制约67

4.

1.3 器件选型67-71

4.

1.3.1 蠕动泵68-69

4.

1.3.2 电子负载69-70

4.

1.3.3 阴极气体加湿70-71

4.

1.3.4 其他器件71

4.

1.4 微型燃料电池系统及测试装置71-74

4.2 操作参数对微电池性论文导读：能的影响74-774.2.1甲醇流量对微电池的影响754.2.2甲醇浓度对微电池的影响75-764.2.3温度对微电池的影响76-774.3新型分叉型双极板性能的浅析77-794.4本章小结79-80第5章结论与展望80-825.1结论80-815.2展望81-82参考文献82-86致谢86-88攻读学位期间参与的项目与科研成果88上一页12
能的影响74-77
4.

2.1 甲醇流量对微电池的影响75

4.

2.2 甲醇浓度对微电池的影响75-76

4.

2.3 温度对微电池的影响76-77

4.3 新型分叉型双极板性能的浅析77-79

4.4 本章小结79-80

第5章 结论与展望80-82

5.1 结论80-81

5.2 展望81-82

参考文献82-86
致谢86-88
攻读学位期间参与的项目与科研成果88