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未來燃料電池發(fā)動機設(shè)計一體化和有序化是關(guān)鍵相關(guān)信息已發(fā)表在《自然》

2021-07-21 15:10:03來源：科技日報

記者7月15日獲悉

，天津大學(xué)焦魁教授帶領(lǐng)的電化學(xué)熱物理實驗室研究團隊在最新一期《自然》發(fā)表的展望文章

，為新一代超高功率密度燃料電池發(fā)動機理論與設(shè)計指明了發(fā)展方向

。

據(jù)了解

，作為氫能社會布局的重要一環(huán)

，燃料電池裝置開發(fā)最為核心的問題就是其性能的提升

。依據(jù)世界各國對燃料電池提出的發(fā)展規(guī)劃，在未來十年左右

，燃料電池電堆功率密度計劃提升至6—9千瓦/升

，但目前水平距離預(yù)期性能指標仍有較大差距

。

焦魁教授團隊基于其強大的模型預(yù)測體系與豐富的產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化經(jīng)驗

，結(jié)合國際學(xué)術(shù)前沿與國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況

，在國際頂尖刊物上首次對下一代超高功率密度燃料電池未來發(fā)展路線進行了解讀及展望。展望針對燃料電池中涉及的多尺度電化學(xué)

、熱物理過程，結(jié)合能源材料領(lǐng)域最新成果

，對質(zhì)子交換膜

、催化劑、氣體擴散層

、雙極板等核心部件的發(fā)展路線進行了深入分析

，并通過仿真計算給出了具體的技術(shù)指標

。

文章指出

，雙極板和膜電極對未來功率密度提升的貢獻度分別約為30%和70%

，但各部件需要協(xié)同優(yōu)化才能實現(xiàn)目標。“一體化和有序化是未來設(shè)計的兩個重要方向

。”焦魁表示，一方面

，雙極板進一步減薄會極大增加流動阻力

，給反應(yīng)氣體供給和冷卻液循環(huán)帶來困難

，因此流場和電極的一體化設(shè)計是一種趨勢;另一方面

，電極設(shè)計的有序化能夠更好地組織傳遞過程

，并降低生產(chǎn)過程中的不確定性，也是未來的發(fā)展方向

。

(記者陳曦通訊員劉曉艷)

責(zé)任編輯：孫知兵

關(guān)鍵詞：燃料電池發(fā)動機一體化

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