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本书聚焦于离子交换膜燃料电池，内容从电催化基本概念、过程和电化学测量等基础理论部分，到对燃料电池的电催化剂的设计制备和构效关系研究，从氢气、氧气及有机小分子的电催化机理，到酸性、碱性氢氧燃料电池等的电催化应用，在紧紧围绕前沿研究方向的同时，也重点关注了反应器控制和电堆中性能的高效表达，并对离子交换膜燃料电池未来的研究方向进行了讨论。

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  丛书序
  前言
  第1章 离子交换膜燃料电池的电催化基础 1
  1.1 电催化基本概念 1
  1.1.1 电催化反应热力学 1
  1.1.2 电催化反应动力学 4
  1.2 电催化基本过程 6
  1.2.1 电催化氧气还原过程 6
  1.2.2 电催化氢气氧化过程 8
  1.2.3 电催化甲醇氧化过程 10
  1.2.4 电催化甲酸氧化过程 12
  1.3 电化学测量 14
  1.3.1 电化学测量体系 14
  1.3.2 电化学测量方法 17
  1.3.3 电催化过程原位表征 18
  参考文献 22
  第2章 氢氧化反应 26
  2.1 酸性氢氧化反应 26
  2.1.1 酸性氢氧化的反应机理 26
  2.1.2 酸性氢氧化电催化剂 27
  2.1.3 酸性氢氧化电催化剂的抗毒化研究进展 29
  2.2 碱性氢氧化反应 35
  2.2.1 碱性氢氧化的反应机理 35
  2.2.2 碱性氢氧化电催化剂的测试方法与电化学评价 37
  2.2.3 碱性氢氧化电催化剂 41
  2.3 小结与展望 44
  参考文献 45
  第3章 有机小分子电氧化 54
  3.1 甲醇电氧化 54
  3.1.1 甲醇电氧化反应机理 55
  3.1.2 甲醇电氧化过程中的毒化机制及规避手段 56
  3.1.3 小结 58
  3.2 甲酸电氧化 58
  3.2.1 甲酸电氧化反应机理 59
  3.2.2 甲酸电氧化过程中的毒化机制 60
  3.2.3 甲酸在Pt基和Pd基催化剂表面的电催化行为 62
  3.2.4 甲酸在单原子催化剂表面的电催化行为 66
  3.2.5 小结 68
  参考文献 68
  第4章 氧还原反应 72
  4.1 氧还原催化剂设计理论 72
  4.1.1 贵金属催化剂设计理论 72
  4.1.2 非贵金属催化剂设计理论 76
  4.2 酸性下的氧还原研究进展 85
  4.2.1 贵金属催化剂研究进展 85
  4.2.2 非贵金属催化剂研究进展 90
  4.3 碱性下的氧还原研究进展 92
  4.3.1 贵金属催化剂研究进展 93
  4.3.2 非贵金属催化剂研究进展 94
  4.3.3 非金属催化剂研究进展 100
  4.4 氧还原反应的挑战与展望 103
  4.4.1 贵金属催化剂挑战与展望 103
  4.4.2 非贵金属催化剂挑战和展望 104
  参考文献 106
  第5章 反应器中的高效表达 115
  5.1 燃料电池电堆的主要组件 115
  5.1.1 核心部件—膜电极 115
  5.1.2 双极板 128
  5.2 燃料电池系统 130
  5.2.1 电堆集成 130
  5.2.2 辅助子系统 133
  5.3 燃料电池的设计与性能表达 137
  5.3.1 燃料电池的设计 137
  5.3.2 燃料电池的性能表达 139
  参考文献 142
  第6章 离子交换膜燃料电池的未来展望 144
  6.1 坚持电极反应的基础研究 144
  6.1.1 阳极反应 144
  6.1.2 阴极反应 145
  6.2 加快核心技术的创新 146
  6.2.1 催化剂的开发 146
  6.2.2 电池部件的国产化 147
  6.2.3 膜电极和电堆工艺的优化 147
  6.3 推动离子交换膜燃料电池的商业化 147
  6.3.1 以氢燃料电池汽车产业为引领 147
  6.3.2 拓展应用领域 148
  6.3.3 完善产业布局 149