圖1：燃料電池的新結構和材料。
在氫能高效利用面臨的許多挑戰中，提高燃料電池效能是核心問題之一。
該文章基於研究團隊建立的模型預測系統和產學研轉化經驗，指出雙極板和膜電極對未來功率密度提高貢獻約為30%和70%。每個部件需要協同最佳化才能實現目標。因此，流場和電極融合的設計是一種趨勢；另一方面，電極設計的有序性可以更好地組織傳輸過程，減少生產過程中的不確定性和未來的發展方向。
“作為氫能社會佈局的重要組成部分，燃料電池裝置開發的核心問題之一就是其效能的提高。”焦奎介紹說，世界各國相繼頒佈了與燃料電池有關的發展計劃和指標，並給予了很多資助。
此外，近年來我國學者在燃料電池研發領域的成就已逐漸與工程實踐相融合，並轉化為世界先進水平的燃料電池堆產品，例如捷氫科技PROM系列。
“儘管取得了一定的成果，但需要看到的是國內外燃料電池發動機之間的距離預期效能指標仍有很大差距。如果需要實現全球大規模生產，燃料電池技術仍將面臨幾個重要的技術問題。”焦奎說，例如催化劑活性的進一步提高，質子膜通道的設計以及流場結構最佳化等體現在宏觀指標上是效能，成本和壽命的綜合問題。
在燃油電池堆方面，單個電堆功率密度和最低冷啟動溫度壽命以及最高效率等指標均得到了顯著改善，並建立了完整的燃料電池材料，零部件，系統的製造生產產業鏈。
這次，焦奎團隊在國際頂級出版物中強調了新一代燃料電池超高功率密度的目標，明確指出了各個部件開發的技術路線及其效能提升的貢獻比例。針對燃料電池中涉及的多尺度電化學和熱物理過程，結合能源材料領域的最新成果，對質子交換膜，催化劑，氣體擴散層，雙極板等核心部件的發展路線進行了深入分析。
促進了氫燃料電池技術的發展。
捷氫技術推出了完全獨立設計和開發的燃料電池PLOSM3H電堆，雙極板和膜電極前的技術也實現了本地化。
從過去20年的發展歷程來看，新一代燃料電池設計取決於相關能源材料的開發及其內部過程的最佳化。
通知：2021年10月18-20日電池製造工程師培訓班在廣東開班
通知：2021年10月22-23日中國電池工程師年會暨電池產業鏈技術精英交流會在佛山盛大召開
