“以前提到高功率燃料电池核心技术，不少人第一反应是依赖进口。现在不一样了！我们自主研发的电堆、双极板和压装设备，性能已达到国际先进水平，还能精准适配两轮车、无人机这些贴近产业需求的场景。”上海理工大学江小辉教授科研团队正用创新打破技术壁垒，相关成果亮相工博会。
“未来，比如无人机在高空作业时，温度变化大，对设备稳定性要求高，我们的电堆能适应这样的复杂环境，为无人机提供持续稳定的动力；两轮车日常使用中，对电池寿命和适配性要求高，我们的产品也能满足这些需求。” 江小辉补充说，这意味着国产燃料电池在多场景应用上，有了更可靠的选择。
目前团队自主开发的压装设备已完成不同功率电堆的制造及测试。如400W和1KW的单模块电堆系统已实现稳定生产，而且电堆的使用寿命可达4000小时，在-15℃到+40℃的温度范围内都能正常工作。更值得一提的是，这些电堆产品经过国内和新加坡第三方检测，性能指标已经达到了国际先进水平。
在燃料电池核心部件——双极板及电堆的设计制造上，团队也下足了功夫。“我们掌握了高性能双极板及电堆设计、性能优化评估的整体解决技术，就是要围绕轻量化、长寿命这些用户最关心的关键指标做文章。”
为了实现目标，团队构建了双极板及电堆参数化的结构设计、性能预测及评价模型。“简单说，就是通过模型模拟电堆在不同工作状态下的情况，比如电流密度怎么分布、温度场怎么变化，然后综合分析这些数据，找到最优设计方案。” 团队黄之文老师介绍，这样设计出来的双极板和电堆，既能减轻重量，又能延长使用寿命。
不仅如此，在研发过程中，团队还实现了机械结构设计、材料性能评价、电化学反应等多学科交叉融合，未来还将引入包括复合材料、金属密封、反向嵌套等先进设计理念，让技术创新更具全面性和前瞻性。
电堆装配过程可不是简单的 “拼零件”，其中藏着诸多技术难点。“电堆由端板、集流板、碳纸、双极板、膜电极等很多部件组成，装配时涉及多材料、多力场的综合工况影响，对压装过程的稳定性、材料与力学的耦合作用，都有精确力控和时间协同的严苛要求。”为了解决这个难题，团队自主开发了高性能智能电堆压装设备。
这款压装设备有不少 “黑科技”。“它是按照电堆压装过程高刚度及静动态稳定性的需求设计的，还搭配了我们自主开发的专业压装控制软件，能实现电堆装配全过程高稳定控制。” 团队负责测控技术的郭淼现副教授介绍道，设备采用先进的四轴联动控制，可针对不同功率及尺寸型号的电堆需求，考虑双极板与膜电极压装力均一性最优化目标，实现自动化压装。
更智能的是，设备还能结合基础数据分析和实时运算，精准确定并施加所需的总载荷。这样一来，既能保证电堆的高性能，又能提高生产效率、降低成本，满足不同场景下多样化电堆产品的压装需求。这套设备的成功研发，为国产高功率燃料电池的规模化、高质量生产提供了重要保障。
从核心部件到装配设备，从技术攻关到场景落地，这支团队用自主创新的力量，为国产高功率燃料电池技术发展注入了新动能。随着技术的不断优化和推广排名前十证券公司，这些 “国产智造” 的燃料电池产品，将在更多领域发挥作用，为低空经济、新能源产业发展贡献更大力量。
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