2024-09-26
各学院（部）：
为更好的开展新工科毕设项目，提升项目质量水平，“移动载具排放源碳捕集共性关键技术研究及应用分析”新工科毕设项目现面向全校教师和毕业班学生进行招募。现将有关事项通知如下。
一、项目背景、目的及意义
质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种极具发展前景的能量转换装置，在汽车、潜艇和飞机等众多领域都有着巨大的应用潜力。目前，燃料电池耐久性研究在推动燃料电池技术商业化和广泛应用中起着至关重要的作用。通过研究耐久性，可以找到提高燃料电池寿命的方法，减少更换和维修的成本，确保燃料电池在不同环境和负载条件下稳定运行。为提升燃料电池的耐久性，首先需要认识燃料电池运行带来的性能衰减规律。
二、项目已具备的条件
项目依托天津大学先进内燃动力全国重点实验室和国家储能技术产教融合创新平台，实验室具有一流的科研环境和实验设备。团队拥有与本项目研究相关的主要实验测试设备，具有完备的燃料电池实验系统，可完成材料合成-样品制备-物理表征-性能测试-结构调控等实验工作。相关设备包括燃料电池测试台、恒温恒湿环境仓、电化学工作站、扫描电子显微镜。这些条件可以为质子交换膜燃料电池性能衰减规律研究提供良好的研究条件。
三、项目期限与目标
项目期限：2024年10月-2025年6月
项目目标：项目面向能源动力领域的碳中和战略目标，针对目前质子交换膜燃料电池在寿命和耐久性有限的问题,通过对质子交换膜燃料电池性能衰减规律开展研究，将建立燃料电池性能衰减的表征方法，认识燃料电池衰减机理，获得燃料电池性能衰减规律，建立燃料电池衰减规律模型，进一步促进燃料电池耐久性的提升，为质子交换膜燃料电池的商业化应用和氢能的大规模推广提供理论支撑和技术支持。
四、项目主要方向及任务
项目主要方向：质子交换膜燃料电池的测试与分析
项目主要任务：针对燃料电池高运行温度性能衰减问题，将研究工作分为燃料电池设计制作、总体性能衰减、电化学分析和微观结构损伤四个方面进行，以获得全方位的燃料电池性能衰减机理。
（1）质子交换膜燃料电池的设计制作
在部分内容中，首先设计燃料电池双极板形式，优化其中的阴阳极流场结构，强化燃料电池内部传输与反应，合理匹配燃料电池膜电极，加工、装配燃料电池单元，并开展燃料电池性能测试。
（2）工作温度对燃料电池性能衰减影响规律研究
在部分内容中，针对燃料电池开展长时间性能衰减实验，并测量不同运行时间下燃料电池的极化曲线，对比分析燃料电池的性能衰减规律。在此基础上，通过改变燃料电池的运行温度，测试燃料电池运行温度对燃料电池性能衰减特性的影响规律。
（3）燃料电池衰减的电化学分析
针对衰减过程不同阶段的燃料电池，通过循环伏安法测试燃料电池工作中不同阶段的电极活化面积变化；通过阻抗测试获得单电池阻抗谱，建立燃料电池拟合电路，分析衰减过程中传质极化、活化极化及欧姆极化的变化规律；通过线性扫描伏安法测试燃料电池的活化极化特征。
（4）燃料电池微观损伤机理研究
针对衰减前后的燃料电池，通过使用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪等微观观测手段，对燃料电池运行损伤特征进行研究，包括扩散层的微观特征变化、出现裂纹和断裂的情况、催化层的结构变化情况、催化剂脱落等微观损伤情况，获得燃料电池微观结构损伤机理。
五、报名与联系方式
报名方式:访问如下网址或扫描下方二维码：
https://www.wjx.cn/vm/O6y8MgA.aspx#
相关课题细节以及其他未尽事宜请咨询该项目负责老师:
联系人:车志钊chezhizhao@tju.edu.cn
欢迎各位同学踊跃报名，期待您的加入!