统筹100kW级车用燃料电池电堆全生命周期研发,负责从材料选型、结构设计到量产工艺验证的技术攻关,主导解决电堆一致性、耐久性及成本控制核心问题。
- 主导膜电极(MEA)批量制备工艺开发,针对催化剂层(CL)厚度均匀性差(初始批次CV值>15%)的问题,通过优化Pt/C催化剂浆料分散剂(由单一PVP改为PVP+Solsperse 20000复配)及超声分散参数(功率300W、时间25min→400W、15min),结合狭缝式涂布机模头间隙动态校准(精度±2μm),将MEA良率从82%提升至95%,单片功率密度从1.2W/cm²提升至1.5W/cm²(基于H2-O2极化曲线测试)。
- 牵头双极板(BPP)流场优化项目,针对蛇形流场水淹导致的高电流区(>1.5A/cm²)电压骤降问题,采用ANSYS Fluent进行多相流仿真(入口流速0.8m/s→1.2m/s,流道夹角由90°调整为120°),配合316L不锈钢表面微沟槽处理(深度50μm、宽度100μm),使电堆峰值电流密度从1.8A/cm²提升至2.2A/cm²,单片电压稳定性(±5mV/100h)达标率从78%提升至92%。
- 搭建电堆加速老化测试体系,基于DOE实验设计(温度80℃/湿度70%/气压3bar,循环500次),结合ECSA(电化学活性面积)衰减率(目标<10%)与气体扩散层(GDL)碳腐蚀速率(目标<5μg/(cm²·h))监测,筛选出增强型PTFE疏水处理GDL(接触角由110°→135°),使电堆寿命预测值从3000h延长至5000h(符合DOE 2025目标)。
- 推动电堆成本优化,通过国产化替代(质子交换膜由Nafion 117改为国产120μm膜,成本下降40%)与激光焊接工艺改进(焊缝宽度由0.3mm→0.2mm,漏率<1e-9 mbar·L/s),将单堆物料成本从800元/kW降至550元/kW,支撑公司产品进入商用车主机厂B样测试阶段。