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催化层作为电化学反应发生的场所,是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键组成部分。因为缓慢的电化学反应动力学,阴极催化层是电池极化发生的主要部件。本文建立了阴极催化层的一维宏观均相模型,并据此模拟计算了PEMFC在全操作电流范围内的功率密度曲线,比较了催化层中氧气浓度、氧还原反应速率和阴极过电位的分布。本文还研究了离聚物相体积分数、孔隙中水的相态、离聚物分布和催化层和气体扩散层界面平整度对电池性能的影响。阴极催化层的厚度是一个和电池的活化极化、欧姆极化和浓差极化都密切相关的参数。其不仅影响着催化层内