我國科研團隊提出全新燃料電池數字化設計方法

2024/12/5 15:43:50    來(lái)源：新華社

　　記者5日從天津大學(xué)獲悉，天津大學(xué)焦魁教授團隊通過(guò)高精度數學(xué)建模，提出了全新燃料電池數字化設計方法，可快速提出、優(yōu)化燃料電池設計方案，提升電池性能、縮短研發(fā)周期并降低研發(fā)成本。相關(guān)成果日前在國際學(xué)術(shù)期刊《能源與環(huán)境科學(xué)》發(fā)表。

　　據介紹，燃料電池是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)，因潔凈、高效、無(wú)污染特點(diǎn)備受關(guān)注。其中，氫燃料電池由于零污染與高效率特質(zhì)，已逐漸應用于公共交通、船舶等多種應用場(chǎng)景。但過(guò)去受制于成本問(wèn)題，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈尚未“大展拳腳”。

　　焦魁介紹，當前相關(guān)廠(chǎng)商面臨缺少商用燃料電池的高效高精度仿真模型與數字化輔助設計手段，以及創(chuàng )新性的電池設計方案等難題，對燃料電池功率密度提升與成本控制造成了阻礙�！把芯咳剂想姵貎炔繖C理并優(yōu)化設計，對推動(dòng)燃料電池商業(yè)化進(jìn)程非常重要�！苯箍�說(shuō)。

　　焦魁教授團隊在燃料電池設計理論與方法領(lǐng)域建立了高精度仿真模型，并對電池結構進(jìn)行優(yōu)化。團隊提出一種適用于商用燃料電池的設計方法，計算效率較傳統三維模型提升10至20倍，可快速提出多種電池設計方案，縮短研發(fā)周期。

　　使用這種新方法，團隊開(kāi)展了嚴謹的驗證工作。結果表明，所有的仿真趨勢與實(shí)驗趨勢都高度一致，證明了模型在性能與機理層面所具備的高精度預測能力。

　　這種設計方法還能優(yōu)化燃料電池的分配區結構，讓電池性能獲得顯著(zhù)提升�！耙詺淙剂想姵貫槔�，我們使用這種新方法設計的燃料電池，研發(fā)周期可縮短至原來(lái)的三分之一�！边@篇論文的共同通訊作者李飛強表示。

　　據了解，此次提出的數字化輔助設計方法具備通用性，能夠應用于任意商用燃料電池，此外還可拓展至其他電化學(xué)裝置領(lǐng)域，如鋰電池等。

（記者 張建新 白佳麗）

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