负责质子交换膜燃料电池（PEMFC）电堆正向设计与全生命周期技术攻关，覆盖单电池性能优化、电堆集成验证及量产工艺导入，衔接材料选型、结构仿真与产线落地，主导80kW车用电堆开发项目。

• 主导高功率密度电堆流场与结构正向设计，基于ANSYS Fluent进行多工况（额定/峰值/怠速）流场仿真，结合COMSOL多物理场耦合分析优化蛇形流道宽度（从1.2mm缩减至0.9mm）与深度（从2.0mm调整至1.5mm），解决传统流场局部水淹导致的电流密度分布不均问题，电堆功率密度从3.8W/cm²提升至4.2W/cm²，支撑80kW电堆通过ISO 14687-2氢气纯度兼容性测试。
• 攻克膜电极（MEA）与双极板界面匹配难题，引入光纤激光焊接工艺替代传统环氧胶黏，通过DOE实验设计优化焊接参数（功率1200W、速度5mm/s、压力0.3MPa），界面接触电阻从1.8mΩ·cm²降至1.2mΩ·cm²，电堆整体内阻减少18%，单堆额定功率从65kW突破至75kW，满足客户B的重卡装车需求。
• 推动电堆量产工艺验证与中试线建设，搭建集成GDL贴合、MEA热压、电堆堆叠的测试平台，采用康耐视视觉检测系统监控GDL与双极板的对齐精度（公差从±0.3mm收紧至±0.1mm），开发基于YOLOv5的缺陷识别算法，自动检测划痕、褶皱等异常，良率从78%提升至92%，输出《电堆量产工艺SOP V1.0》并交付5000套/年产线。
• 主导低温启动性能专项优化，建立电堆热-流-电耦合模型，分析冷却剂流量（8L/min→12L/min）与温度（60℃→70℃）对结冰速率的影响，引入甲醇重整制氢副产热作为辅助热源，在-20℃环境下启动时间从8分钟缩短至2分钟，通过GB/T 33978-2017低温启动测试，助力获客户A的北方区域量产定点。

协助完成电堆关键组件（膜电极、气体扩散层）的性能测试与工艺优化，参与中试线设备调试，支持单电池到电堆的性能数据积累与问题诊断。

• 主导质子交换膜（PEM）性能对比测试，使用Autolab PGSTAT302N电化学工作站测量25μm/50μm厚度、1200EW/1800EW磺酸树脂含量的膜在RH 30%-100%工况下的质子传导率，建立膜性能数据库，筛选出50μm/1200EW膜材，将单电池欧姆阻抗从0.18Ω·cm²降至0.15Ω·cm²，支撑电堆设计膜厚参数确定。
• 优化气体扩散层（GDL）疏水处理工艺，对比碳纸（TGP-H-060）与碳布（SIGRACET GDL 25BC）的表面能，采用Plasma-Therm 790等离子体设备调整羟基基团密度，接触角从135°降至90°，GDL排水性能提升20%，单电池峰值功率密度从3.2W/cm²提高至3.5W/cm²，相关结论写入《GDL选型技术规范》。
• 搭建单电池自动化测试平台，基于LabVIEW开发脚本集成极化曲线、CV循环伏安、ECSA电化学活性面积测试项，设置自动数据采集与异常报警功能，测试效率提升40%，累计完成230组单电池测试，输出《单电池性能衰减规律分析报告》，为电堆寿命预测模型提供数据支撑。
• 参与电堆水管理故障排查，针对某批次电堆在高电流密度（1.5A/cm²）下电压骤降问题，通过拆解分析与X射线断层扫描（CT）发现GDL局部塌陷，追溯至热压工艺温度不均（±5℃→±2℃），推动设备校准后同类问题发生率下降90%。

协助基础材料制备实验与失效数据整理，参与催化剂层、膜电极的初步性能研究，支持研发团队文献调研与实验记录。

• 参与催化剂层（CL）超声喷涂工艺优化，使用Sono-Tek Mistral 1000设备制备Pt/C催化剂层，调整浆料固含量（10wt%→8wt%）与喷涂速度（5ml/min→4ml/min），催化剂负载量从0.4mgPt/cm²降至0.3mgPt/cm²，保持质量比活性（0.45A/mgPt）不变，单批次催化剂成本降低18%。
• 系统整理120+组电堆失效案例，运用FMEA（失效模式与影响分析）方法分类统计，识别膜干（占比35%）、GDL塌陷（28%）、催化剂流失（20%）为前三大失效模式，提出增加湿度传感器、优化GDL厚度均匀性等改进建议，被纳入《电堆可靠性设计指南》。
• 协助撰写发明专利“一种低铂高稳定性膜电极结构”，负责实验数据采集（如ECSA衰减速率、循环伏安循环次数）与图表绘制，该专利已进入实质审查阶段；定期输出《电堆测试简报》，汇总峰值功率、内阻、耐久性等关键指标，支撑周度研发例会决策。

工业有机废弃物高温厌氧发酵耦合生物炭制备技术研发及产业化

• 项目背景：长三角地区工业有机废弃物（食品加工残渣、造纸厂污泥）年产量超千万吨，传统厌氧发酵存在甲烷产率低（≤350mL/g VS）、沼渣含水率高（≥80%）难资源化的问题。项目目标是通过“发酵-热解”耦合工艺，实现废弃物减量化（≥70%）、甲烷产率提升及高附加值生物炭制备，推动工业固废从“无害化”向“资源化+能源化”升级。我作为研发负责人，统筹工艺设计、技术攻关及产业化落地全流程。
• 关键难题与技术：一是沼渣直接热解易结焦，生物炭品质不稳定；二是发酵与热解的温度（55℃发酵vs600℃热解）、物料流协同困难，易导致系统能耗高。我采用响应面法优化耦合参数，用GC-MS分析沼气成分验证产率提升，通过SEM观察生物炭孔隙结构评估品质；引入Aspen Plus模拟物料平衡，解决流场匹配问题；同时开发物联网实时监测系统，联动调控发酵罐pH与热解炉升温速率。
• 核心行动与创新：针对沼渣结焦，我提出“预干燥+微波辅助热解”工艺，将沼渣含水率降至30%以下，热解时添加5%稻壳作为蓬松剂，生物炭比表面积从800m²/g提升至1200m²/g；针对协同问题，设计“连续发酵-批次热解”模式，发酵后的沼渣直接输送至热解炉，减少中间转运损耗。创新点在于首次将高温厌氧与中温热解在同一系统中闭环，解决了传统工艺中两者独立运行导致的资源浪费，实现“气-固”双产物高值化。
• 成果与价值：项目实现产业化应用，年处理工业有机废弃物5万吨，甲烷产率较传统工艺提升35%（达470mL/g VS），沼渣转化率从60%提高到92%；生物炭因高比表面积被用于土壤改良，年销售收入2000万元。我个人主导2项发明专利（“一种工业有机废弃物耦合制备生物炭的系统及方法”“基于物联网的厌氧发酵-热解协同控制系统”），发表1篇《Bioresource Technology》SCI论文，项目获评“2023年江苏省环保产业技术创新奖”。

城市餐厨垃圾低能耗耐酸菌剂筛选及厌氧发酵工艺优化

• 项目背景：公司承接某地级市餐厨垃圾处理项目，传统工艺因菌剂适应性差，易出现酸化（VFA≥4000mg/L），产气效率仅280mL/g VS，无法满足日均100吨的处理需求。我的任务是筛选高效耐酸菌剂，优化工艺参数，提升系统稳定性与产气量。
• 关键难题与技术：餐厨垃圾成分波动大（油脂含量15%-30%、蛋白含量20%-25%），传统单一菌剂难以降解复杂有机物；发酵过程中pH下降快，抑制产甲烷菌活性。我采用16S rRNA基因测序分析沼液菌群，从垃圾填埋场、沼气工程及堆肥场筛选出3株耐酸功能菌株（Clostridium beijerinckii、Lactobacillus plantarum、Acetobacter aceti），复配成复合菌剂；用HPLC检测VFA浓度，通过正交试验优化接种量、C/N比及搅拌频率。
• 核心行动与突破：针对菌剂适应性，我将筛选的菌株在模拟餐厨垃圾培养基中驯化3代，提高其对油脂的降解能力（从40%提升至75%）；针对酸化问题，在发酵罐中添加碳酸氢钠自动补碱系统，结合在线pH传感器（精度±0.1），将pH稳定在6.8-7.2。此外，优化搅拌转速至120rpm，促进有机物与菌剂接触，减少死区。
• 成果与价值：优化后工艺产气效率提升28%（达358mL/g VS），VFA浓度控制在1500mg/L以下，系统稳定性显著增强（产气波动从±15%降至±5%）。项目支撑了公司餐厨垃圾处理厂的稳定运行，年处理量达3.65万吨，产生沼气1000万立方米。我个人主导完成菌剂筛选与工艺优化，申请1项发明专利（“一种用于餐厨垃圾厌氧发酵的复合耐酸菌剂及其制备方法”），并参与制定企业标准《餐厨垃圾厌氧发酵技术规范》。

支教时发现乡村小学因缺乏实验器材，科学课多停留在课本讲解。返校后联合实验室开发出百元级科学实验背包，内含20个基础实验器材。为确保可持续运营，设计配套视频课程与城乡结对系统，并培训132名大学生担任远程助教。项目覆盖9省47所学校后，学生科学兴趣评分提升35%。这段经历教会我用产品思维解决社会问题，当看到孩子们用自制望远镜发现土星光环时，我理解了教育的真谛是点燃可能性。