記者7月15日獲悉，天津大學焦魁教授帶領的電化學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，但目前水平距離預期性能指標仍有較大差距。
說明：超高功率密度燃料電池膜電極新型結構的發(fā)展路線
焦魁教授團隊基于其強大的模型預測體系與豐富的產(chǎn)學研轉化經(jīng)驗，結合國際學術前沿與國內(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、熱物理過程，結合能源材料領域最新成果，對質子交換膜、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計是一種趨勢;另一方面，電極設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。
