负责PEM电解槽核心组件(阴极催化剂层、短堆结构)的设计开发与性能优化,主导单池至百千瓦级系统的工程化迭代,支撑产品在高电流密度下的能效提升与耐久性达标
- 主导PEM电解槽阴极催化剂层配方与工艺优化,通过COMSOL Multiphysics模拟催化剂层孔隙率(30%-45%)与Pt/C载量梯度对传质阻抗的影响,针对“高活性与低欧姆阻抗”的矛盾,设计分层涂覆方案——底层采用0.4mg/cm² Pt/C(保证传质),表层叠加0.2mg/cm² Pt-Co合金(提升活性),结合热压工艺参数调整(温度145℃、压力15MPa),使单池电压从1.85V降至1.72V(@1.0A/cm²),直流能效从70%提升至76.5%,达到DOE 2024年高性能电解槽指标
- 负责100kW级短堆集成设计与泄漏率控制,利用ANSYS Fluent模拟堆内流场分布,发现端板不锈钢材质与密封胶的界面应力集中导致氦气泄漏率超标(初始1.2×10⁻⁵ mbar·L/s);改进为“金属波纹管柔性连接+氟橡胶双道密封”结构,配合激光焊接工艺优化(光斑直径从0.5mm缩至0.3mm),泄漏率降至3×10⁻⁶ mbar·L/s,满足国际氢能标准ISO 14687对短堆密封性的要求
- 牵头单池耐久性测试与失效机理分析,搭建10kW多通道单池测试平台,模拟8000小时连续运行工况(电压循环±10%、温度冲击5-80℃);通过SEM与XPS分析发现催化剂层因热应力产生微裂纹,引入2wt%全氟磺酸树脂增韧剂,使裂纹扩展速率降低60%,8000小时后电压衰减率从15%控制在8%以内,通过IEC 62282-2耐久性认证
- 协同系统工程团队完成百千瓦级PEM电解槽与整流器、纯水系统的接口匹配,基于MATLAB/Simulink建立水电解质流量分配模型,优化阴极侧去离子水流量(从5L/min提至8L/min)与温度控制(±1℃),解决因局部浓度过高导致的膜电阻上升问题,系统额定功率从80kW提升至100kW,综合能效达75%