記者12月5日從天津大學獲悉，該校機械工程學院焦魁教授帶領團隊通過高精度數(shù)學建模，提出了全新燃料電池數(shù)字化設計方法。該方法可優(yōu)化燃料電池設計方案，提升電池性能，縮短研發(fā)周期并降低成本。相關成果近期發(fā)表在國際期刊《能源與環(huán)境科學》上。

　　燃料電池是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電的第四種重要發(fā)電技術，因其具有潔凈、高效、無污染特點而越來越受到關注。尤其是氫燃料電池，憑借其零污染、高效率特質(zhì)，已逐漸在公共交通、商用車輛、船舶等場景得到應用。但受制于成本，燃料電池相關產(chǎn)業(yè)鏈尚未“大展拳腳”。

　　焦魁介紹，合理的燃料電池結構設計應該做到促進內(nèi)部氣體傳輸、熱量耗散以及液態(tài)水排出，從而提升電池性能。目前，相關廠商既缺少商用燃料電池的高效高精度仿真模型與數(shù)字化輔助設計手段，又缺乏創(chuàng)新性電池設計方案，這對燃料電池功率密度提升與成本控制造成了阻礙。

　　“研究燃料電池內(nèi)部機理并優(yōu)化設計，對推動其商業(yè)化進程非常重要?！苯箍f。該團隊提出了一種適用于商用燃料電池的設計方法，建立了大尺寸燃料電池三維加一維仿真模型，其計算效率較傳統(tǒng)三維模型提升10至20倍，可以快速提出多種電池設計方案并縮短研發(fā)周期。

　　這種設計方法還能優(yōu)化燃料電池的分配區(qū)結構，讓電池性能獲得顯著提升。“以氫燃料電池為例，億華通使用這種新方法設計的燃料電池，在電化學反應和流阻分配一致性等指標上，較目前市場主流產(chǎn)品能夠提升20%以上，而廠商設計制造成本則可降低至60%，研發(fā)周期可以縮短30%以上?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡?、北京億華通科技股份有限公司副總經(jīng)理李飛強博士說。據(jù)了解，焦魁團隊提出的數(shù)字化輔助設計方法具備通用性，還可拓展至鋰電池、電解池等其他諸多電化學裝置領域。（記者陳曦 通訊員 焦德芳 霍文明）