主导高功率密度质子交换膜(PEM)燃料电池电堆的核心组件设计、量产工艺优化及性能验证,衔接实验室技术迭代与产线落地,聚焦电堆功率密度提升、耐久性延长及量产良率改善
- 主导高功率密度电堆的膜电极(MEA)-双极板集成设计,基于ANSYS Fluent模拟蛇形流场的传质阻力分布,识别出拐角处流速死区问题,优化为“变截面蛇形+横向分流槽”复合流场,配合3D打印快速验证,将电堆峰值功率密度从1.8W/cm²提升至2.2W/cm²,支撑公司主力产品达到车用燃料电池系统功率≥120kW的技术指标
- 重点优化钛基双极板的表面防护工艺,针对传统磁控溅射涂层均匀性差(厚度偏差±15%)的问题,引入脉冲电沉积二次强化层,自主开发基于MATLAB响应面法的工艺参数优化模型(调控电流密度、镀液pH、沉积时间三因素),将涂层厚度偏差收窄至±5%,电堆耐久性(ASTM D7565循环测试)从5000小时延长至8000小时,满足商用车长期运行需求
- 搭建电堆量产过程能力验证(PCP)体系,整合在线激光测厚(膜电极催化剂层厚度)、氦质谱检漏(电堆整体气密性)、四探针法(膜电极电导率)等关键工序的SPC统计过程控制,设置12项关键质量特性(CTQ)的预警阈值,将量产电堆一次通过率从75%提升至92%,降低产线返工成本约30%
- 牵头解决低温(-20℃)启动性能瓶颈,通过热仿真模型(COMSOL)分析冰堵形成机制,提出“甲醇水重整局部加热+阴极吹扫气温度梯度控制”策略,配合定制化的Pt/C催化剂(降低氧还原反应活化能),将启动时间从120秒缩短至45秒,一次性通过GB/T 20042.2车用燃料电池电堆低温启动测试标准