我室研制高比功率阴极闭合式风冷电堆并通过科技成果鉴定

所属:科研进展 发布于:2026.05.11

5月10日,由我室陈忠伟院士、张盟副研究员团队研发的“高比功率阴极闭合式风冷电堆”技术,通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。鉴定委员会由13名专家组成,深圳大学谢和平院士担任主任,北京航空航天大学郭林院士、宁波东方理工大学孙学良院士、福州大学张久俊院士担任副主任。我所副所长李先锋、科研及职能部门相关人员出席会议。鉴定会由中国石油和化学工业联合会科技与装备部副主任王秀江主持。

 

鉴定会上,该项目技术负责人、我室动力电池与系统研究部部长陈忠伟,以及动力电池与系统研究部张盟分别作了关于“高比功率阴极闭合式风冷电堆”技术的总体报告和研究报告,详细介绍了项目的技术背景、技术路线、创新点、知识产权情况及应用情况等。鉴定委员会专家详细审查了相关鉴定材料,并与研发团队就科学技术问题及发展前景进行了深入交流与讨论。最终,鉴定委员会专家一致认为:该成果创新性强、技术指标先进,拥有自主知识产权,电堆比功率位居国际最高水平,总体技术达到国际领先水平。一致同意通过鉴定。

鉴定会开始前,搭载该电堆的氢能无人机成功进行试飞。经第三方检测,该项目关键性能指标表现良好。其中,风冷电堆比功率达1970 W/kg,面功率密度达1.15 W/cm2

随着低空经济被纳入国家战略新兴产业,传统锂电池续航短、现有燃料电池系统笨重等问题成为制约行业发展的瓶颈。为此,团队历时多年攻关,研发出这款集轻量化、高功率、风冷散热于一身的“氢能心脏”,实现了从实验室到规模化应用的跃迁。项目突破了三项关键技术,系统性地解决了风冷燃料电池的“保水”与“氧传质”的矛盾:一是催化层多尺度调控技术,解决了低湿环境下催化性能衰减及阳极反极引发碳腐蚀的共性难题;二是非对称水分传输技术,消除了传统风冷堆中“干膜与水淹”并存的技术矛盾;三是微通道强化传热与水热耦合技术,攻克了高功率密度下的热管理瓶颈。

目前,项目已构建起“材料—部件—系统”的全链条自主研发体系,形成了完整的自主知识产权,申请国内发明专利21项。项目团队已建成阴极闭合式风冷电堆自动化产线,具备规模化交付能力,产品已应用于林业、农业、电力巡检、应急救援等实际工况中,搭载该系统的工业无人机续航时间较传统电池提升了2倍以上。

中国科学院长春应用化学研究所邢巍研究员、北京化工大学邱介山教授、中石化石油化工科学研究院李明丰研究员、国网辽宁省电力有限公司大连供电公司党委书记胡博、国家能源集团北京低碳清洁能源研究院氢能(氨能)技术中心主任何广利、国联汽车动力电池研究院王建涛、北京昂飞科技有限公司袁永刚、江苏航空产业集团有限责任公司徐兆海、航宇智造(北京)工程技术有限公司程鹏志担任本次鉴定委员会委员。

上述工作得到了国家自然科学基金、中国科学院B类先导专项“能源电催化的动态解析与智能设计”、辽宁滨海实验室、榆林中科洁净能源创新研究院、我所创新基金等项目的资助。(文/图 史鑫)