主講人 : 焦魁 教授

為應對全球氣候變化和實現“雙碳”目標，全球能源系統正在經歷深刻轉型。在這一過程中，氫能作為一種低碳能源載體展現了巨大的潛力。氫燃料電池被認為是最具前景的氫能應用技術之一，但如何提高其體積功率密度仍是一個重大技術挑戰。我們的團隊成功建立了全流程仿真模型，并開發了自主化仿真軟件，提出了適用于超高功率密度燃料電池的設計方法；提出了流道液態水、催化層微觀傳輸等多尺度多物理場傳輸過程與電化學反應相耦合的優化算法，提高了仿真精度并保證了計算效率，為超高功率密度燃料電池的設計提供理論指導。我們在實驗中重新設計了質子交換膜燃料電池的結構，集成了新的組件，優化了其氣、水、電和熱的傳輸路徑，成功研發出超薄、超高功率密度的燃料電池。在新的結構中，通過引入靜電紡絲技術制備的超薄碳納米纖維薄膜和石墨烯鍍層的泡沫鎳取代了傳統的氣體擴散層和溝脊流道，有效地將膜電極組件的厚度減少了約90%，并將反應物擴散導致的傳質損失降低了80%以上，最終使燃料電池的體積功率密度提高了約兩倍。

主講人簡介：

焦魁，天津大學講席教授、二級教授、博士生導師，國家儲能技術產教融合創新平臺常務副主任，英國皇家化學學會會士(FRSC)和工程技術學會會士(FIET)，中國內燃機學會會士與儲能技術分會主任委員，國際綠色能源協會(International Association for Green Energy)儲能分會主席。以第一或通訊作者在Nature等期刊發表文章200余篇。主持承擔了一汽、博世等企業橫向等數十個科研項目。以第一完成人獲中國汽車工程學會技術發明一等獎、中國內燃機學會自然科學一等獎、中國能源研究會能源創新學術一等獎、國際綠色能源協會技術創新獎、英國化學工程師學會 IChemE自動化與數字化提名獎和研究項目提名獎。擔任國際期刊Energy and AI創刊副主編，International Journal of Green Energy副主編，IEEE TTE, eTransportation等期刊編委。獲國家教學成果二等獎2項，天津市教學成果特等獎3項、一等獎1項，天津市一流本科課程1門，國家一流課程1門，并擔任天津市儲能科學與工程教學團隊負責人。獲中國青年科技獎、霍英東青年教師獎、吳仲華優秀青年學者獎、寶鋼優秀教師等獎勵。