主导高性能储氢材料的全周期研发,涵盖材料设计、工艺优化、工程化转化及失效机理分析,推动实验室成果向量产线落地,解决材料规模化制备中的热力学稳定性与动力学效率矛盾。
- 主导开发第四代镁基硼氢化物复合储氢材料,针对传统材料吸放氢温度高(>180℃)、动力学滞后问题,创新性提出‘稀土元素掺杂+纳米限域’双路径调控方案:通过第一性原理计算筛选La、Ce掺杂比例(0.5-2at.%),结合喷雾干燥-高温煅烧工艺制备核壳结构颗粒(粒径50-100nm),将起始放氢温度降至95±5℃,吸氢动力学速率提升3倍(100℃下10min完成90%吸氢量);同步优化后处理工艺,引入原子层沉积(ALD)包覆Al₂O₃阻隔层,循环500次后容量保持率从68%提升至89%。
- 牵头搭建多尺度表征与模拟平台,整合原位X射线衍射(in-situ XRD)、差示扫描量热(DSC)与分子动力学(MD)模拟,建立‘结构-性能-失效’关联模型:通过追踪材料吸放氢过程中MgH₂相变轨迹,定位晶界断裂关键位点,针对性调整球磨介质(从SiO₂改为WC-Co)与球料比(15:1→20:1),使材料抗粉化性能提升40%,中试线单批次产量突破200kg。
- 推动材料工程化验证,联合工艺团队制定《储氢材料量产质量标准》(含粒度分布D50=80±10nm、杂质含量Fe≤50ppm等12项指标),解决量产中‘批次间吸放氢一致性差’问题:通过优化气流粉碎分级参数(切割压力0.6MPa→0.8MPa,分级轮转速3000rpm→3500rpm),使不同批次材料吸氢量偏差从±0.3wt%收窄至±0.1wt%,支撑公司与某车企签订的500套车载储氢系统试订单交付。
- 主导撰写2项发明专利(一种稀土掺杂镁基硼氢化物储氢材料及其制备方法、基于ALD包覆的复合储氢材料结构),参与编制团体标准《车用储氢材料循环寿命测试规范》,技术成果被行业白皮书引用,推动公司在2024年中国储氢材料企业竞争力排名中升至前三。