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。

负责50kW级固定式发电燃料电池电堆的结构设计与性能验证，聚焦单电池一致性控制与低温启动性能提升，支撑产品在中大型数据中心备用电源场景的落地。

• 主导单电池装配工艺优化，针对GDL与CL对齐偏差（初始偏差＞50μm）导致的局部过热问题，引入视觉定位系统（精度±10μm）与自动纠偏压合设备，将单片电压离散度（标准差）从30mV降至12mV，电堆输出功率波动率从8%收窄至3%（稳态运行100h测试）。
• 解决低温启动难题（-20℃环境下启动失败率＞60%），通过设计PTC辅助加热回路（加热功率200W/片）与优化氢气吹扫策略（流量0.5L/min→1.2L/min，时间90s→180s），结合甲醇水重整制氢预加热技术，实现-20℃环境下30s内启动，电压恢复至额定值90%时间＜2min（通过IEC 62282-3-100低温启动测试）。
• 开展材料兼容性验证，针对钛基双极板与全氟磺酸膜的界面反应问题，采用XPS表面能分析与接触角测试（钛板表面能从35mN/m提升至55mN/m），配合类金刚石涂层（DLC，厚度2μm）处理，使膜电极与双极板的剥离强度从0.8N/cm提升至1.5N/cm，电堆长期运行（500h）后气体泄漏率＜5e-8 Pa·m³/s。
• 参与编写《车用燃料电池电堆技术条件》企业标准，主导制定单片电压一致性（≤±10mV）、耐久性（5000h循环后功率衰减＜20%）等关键指标，推动公司产品通过ISO 14687-2氢气纯度认证与GB/T 38914-2020性能测试。

参与质子交换膜燃料电池基础研究，聚焦催化剂载体材料改性与单电池性能测试，为后续电堆开发积累理论数据与实验经验。

• 开展Pt/C催化剂载体优化实验，通过浸渍法制备Fe-N-C非贵金属催化剂（负载量0.2mgPt/cm²），利用透射电镜（TEM）与X射线吸收精细结构（XAFS）分析活性位点分布，发现其氧还原反应（ORR）质量活性达0.12A/mgPt（较商业Pt/C提升30%），初步验证可用于降低电堆催化剂成本。
• 搭建单电池测试平台（Arbin BT2000），完成不同GDL（碳纸/碳布）与CL厚度（50μm/100μm）的组合测试，通过极化曲线与交流阻抗（EIS）分析，得出碳纸+75μm CL组合的最优工况（峰值功率0.8W/cm²，欧姆阻抗＜50mΩ·cm²），相关数据被纳入部门材料选型数据库。
• 协助完成电堆水热管理仿真，使用COMSOL Multiphysics建立二维传质模型，模拟不同进气湿度（50%-90%）对流场液态水分布的影响，提出“流道入口增设导流槽”改进方案（仿真显示水淹面积减少40%），为后续电堆设计提供理论支持。
• 参与撰写2篇核心期刊论文（《基于Fe-N-C催化剂的质子交换膜燃料电池性能研究》《GDL参数对单电池输出特性的影响分析》），其中1篇被EI收录，申请实用新型专利1项（“一种燃料电池用多孔钛极板表面处理装置”）。

工业余热梯级利用耦合碳捕集的低碳工艺包研发与应用

• 针对钢铁、化工等行业余热资源（300-800℃中低温余热）利用率不足45%、同时生产环节碳排放强度高的痛点，项目目标为开发“余热梯级回收+碳捕集协同”工艺包，实现余热高效转化与碳排放强度下降30%以上的双重目标，我作为研发创新负责人，主导从工艺设计、仿真验证到工业化落地的全流程。
• 项目核心难点在于两点：一是中低温余热的梯级匹配与碳捕集系统的热量耦合，易导致余热回收效率衰减；二是传统碳捕集溶剂（如MEA）在高湿度、变负荷工况下损耗率高达15%/年，增加运营成本。我采用Aspen Plus建立多组分、多工况的余热-捕集耦合模型，同时引入哌嗪衍生物改性胺基溶剂，通过分子模拟优化官能团配比，解决溶剂的热稳定性和抗降解问题。
• 我牵头跨工艺、设备、环保的6人团队，开展12轮全工况仿真迭代，优化形成“三级换热（280℃→180℃→80℃）+ 溶剂再生塔分段提浓”的工艺路线；针对钢铁厂变负荷生产场景，设计“余热流量-溶剂循环量”双闭环控制系统，动态调整捕集单元的运行参数，确保系统在70%-120%负荷下稳定运行。此外，我推动与高校合作开发新型溶剂在线监测传感器，实现溶剂损耗的实时预警与补充。
• 项目成果显著：工艺包的余热利用率从传统方案的45%提升至68%，碳捕集率达到92%，溶剂年损耗率降至9.25%（较MEA方案降低38%）；该工艺包已成功应用于华北某100万吨/年钢铁联合企业，年减排CO₂达12万吨，节约标煤4.5万吨，为企业每年节省能源成本及碳交易支出合计1800万元。我个人主导的“余热-捕集协同调控方法”申请发明专利2项，形成行业标准草案1项。

生物质气化耦合燃气轮机的分布式供能系统优化

• 针对县域工业园区生物质能（秸秆、木屑）利用率低（仅30%）、分布式供能系统因焦油含量高导致的燃气轮机故障频发问题，项目目标为优化生物质气化工艺与燃气轮机适配性，将系统发电效率从55%提升至70%以上，保障连续稳定运行时长≥8000小时/年，我作为核心研发工程师，负责气化工艺建模与系统集成优化。
• 项目关键挑战在于：一是生物质气化产生的焦油（初始含量150mg/Nm³）会堵塞燃气轮机叶片，二是气化炉出口合成气成分波动大（H₂/CO比在1.2-2.5间变化），导致燃气轮机燃烧不稳定。我采用密度泛函理论（DFT）模拟焦油分子的裂解路径，筛选出Ni-MgO/Al₂O₃复合催化剂，同时利用TRNSYS软件搭建分布式供能系统变工况模型，分析合成气成分波动对燃气轮机性能的影响规律。
• 我主导优化气化炉的“两段式布风+旋转锥分布器”结构，将气化温度精准控制在850-900℃，促进焦油的催化裂解；针对合成气成分波动，设计“水洗+吸附”的预处理单元，将H₂/CO比稳定在1.8±0.2，并调整燃气轮机的燃料喷嘴配比与燃烧室温度场，适应宽成分合成气的燃烧需求。此外，我建立系统远程监控平台，实时采集气化炉温度、燃气成分等12项参数，实现故障提前预警。
• 项目落地后，生物质气化焦油含量降至18mg/Nm³以下，燃气轮机连续运行时长提升至9200小时/年，系统发电效率达到72%（超目标2%）；该系统已在华东某工业园区投运，年处理生物质原料1.5万吨，年供电1.2亿度，替代标煤4万吨，减少碳排放8.2万吨。我因此获得公司“年度技术创新奖”，相关成果发表EI论文1篇。

• 大二观察到毕业生离校时大量教材被废弃，而新生购书支出占生活费12%，便发起校园书籍教材循环计划。为解决传统二手书交易效率低的问题，我们开发微信小程序实现扫码估价、预约取件功能，并说服快递中心以成本价承接物流。
• 通过建立翻新消毒标准打消卫生顾虑，项目年流通教材1.2万册，累计为同学节省书费38万元。这段经历让我从商业小白成长为能设计闭环模式的实践者，项目不仅获省级创业金奖，更被纳入学校官方服务体系延续至今。