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新一代燃料电池发动机设计展望

所属行业: 氢能产业

情报发布单位: 天津大学

2021-08-05

情报内容

       近日,天津大学焦魁教授带领的电化学热物理实验室研究团队在最新一期《自然》发表的展望文章,为新一代超高功率密度燃料电池发动机理论与设计指明了发展方向。


    说明:超高功率密度燃料电池膜电极新型结构的发展路线


      焦魁团队此次展望了新一代超高功率密度燃料电池目标,明确指出了各部件发展路线及其对性能提升的贡献比重。该团队对新一代燃料电池发动机设计的展望基于天津大学燃料电池研究团队的模型预测体系与产学研转化经验。该展望针对燃料电池中涉及的多尺度电化学、热物理过程,结合能源材料领域最新成果,对质子交换膜、催化剂、气体扩散层、双极板等核心部件的发展路线进行了深入分析,并通过仿真计算给出了具体的技术指标。


说明:超高功率密度燃料电池极板设计发展历程及趋势预测

       

       文章指出,双极板和膜电极对未来功率密度提升的贡献度分别约为30和70,各部件需要协同优化才能实现目标。他们还提出,一体化和有序化是未来设计的两个重要方向。一方面,双极板进一步减薄会极大增加流动阻力,给反应气体供给和冷却液循环带来困难,因此流场和电极的一体化设计是一种趋势。另一方面,电极设计的有序化能够更好地组织传递过程,并降低生产过程中的不确定性,也是未来的发展方向。


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