主講人 : 焦魁 教授

為應(yīng)對(duì)全球氣候變化和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，全球能源系統(tǒng)正在經(jīng)歷深刻轉(zhuǎn)型。在這一過程中，氫能作為一種低碳能源載體展現(xiàn)了巨大的潛力。氫燃料電池被認(rèn)為是最具前景的氫能應(yīng)用技術(shù)之一，但如何提高其體積功率密度仍是一個(gè)重大技術(shù)挑戰(zhàn)。我們的團(tuán)隊(duì)成功建立了全流程仿真模型，并開發(fā)了自主化仿真軟件，提出了適用于超高功率密度燃料電池的設(shè)計(jì)方法；提出了流道液態(tài)水、催化層微觀傳輸?shù)榷喑叨榷辔锢韴鰝鬏斶^程與電化學(xué)反應(yīng)相耦合的優(yōu)化算法，提高了仿真精度并保證了計(jì)算效率，為超高功率密度燃料電池的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中重新設(shè)計(jì)了質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)，集成了新的組件，優(yōu)化了其氣、水、電和熱的傳輸路徑，成功研發(fā)出超薄、超高功率密度的燃料電池。在新的結(jié)構(gòu)中，通過引入靜電紡絲技術(shù)制備的超薄碳納米纖維薄膜和石墨烯鍍層的泡沫鎳取代了傳統(tǒng)的氣體擴(kuò)散層和溝脊流道，有效地將膜電極組件的厚度減少了約90%，并將反應(yīng)物擴(kuò)散導(dǎo)致的傳質(zhì)損失降低了80%以上，最終使燃料電池的體積功率密度提高了約兩倍。

主講人簡介：

焦魁，天津大學(xué)講席教授、二級(jí)教授、博士生導(dǎo)師，國家儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(tái)常務(wù)副主任，英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士(FRSC)和工程技術(shù)學(xué)會(huì)會(huì)士(FIET)，中國內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)會(huì)士與儲(chǔ)能技術(shù)分會(huì)主任委員，國際綠色能源協(xié)會(huì)(International Association for Green Energy)儲(chǔ)能分會(huì)主席。以第一或通訊作者在Nature等期刊發(fā)表文章200余篇。主持承擔(dān)了一汽、博世等企業(yè)橫向等數(shù)十個(gè)科研項(xiàng)目。以第一完成人獲中國汽車工程學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)、中國內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、中國能源研究會(huì)能源創(chuàng)新學(xué)術(shù)一等獎(jiǎng)、國際綠色能源協(xié)會(huì)技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)、英國化學(xué)工程師學(xué)會(huì) IChemE自動(dòng)化與數(shù)字化提名獎(jiǎng)和研究項(xiàng)目提名獎(jiǎng)。擔(dān)任國際期刊Energy and AI創(chuàng)刊副主編，International Journal of Green Energy副主編，IEEE TTE, eTransportation等期刊編委。獲國家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，天津市教學(xué)成果特等獎(jiǎng)3項(xiàng)、一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，天津市一流本科課程1門，國家一流課程1門，并擔(dān)任天津市儲(chǔ)能科學(xué)與工程教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人。獲中國青年科技獎(jiǎng)、霍英東青年教師獎(jiǎng)、吳仲華優(yōu)秀青年學(xué)者獎(jiǎng)、寶鋼優(yōu)秀教師等獎(jiǎng)勵(lì)。