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为了提高催化剂层的特性和PEM燃料电池的性能，加速它的推广和应用。给出了一个PEM燃料电池阴极传热传质的数学模型，模拟研究了阴极催化剂层中氧气体积分数、电流密度、阻抗和温度分布的规律。研究发现：模拟条件下，在阴极催化剂层中的传质中，质子传递过程是阴极性能的控制过程；沿着气体通道方向，催化剂层中的氧气浓度、电流密度、阻抗和温度均渐渐降低；沿着Y轴方向，氧气体积分数，阻抗和温度渐渐降低，而电流密度升高。研究结果对PEM燃料电池阴极结构优化和提高性能具有重要的参考作用。