據了解，作為氫能社會(huì )布局的重要一環(huán)，燃料電池裝置開(kāi)發(fā)最為核心的問(wèn)題就是其性能的提升。依據世界各國對燃料電池提出的發(fā)展規劃，在未來(lái)十年左右，燃料電池電堆功率密度計劃提升至6—9千瓦/升，但目前水平距離預期性能指標仍有較大差距。
說(shuō)明：超高功率密度燃料電池膜電極新型結構的發(fā)展路線(xiàn)
焦魁教授團隊基于其強大的模型預測體系與豐富的產(chǎn)學(xué)研轉化經(jīng)驗，結合國際學(xué)術(shù)前沿與國內外產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況，在國際頂尖刊物上首次對下一代超高功率密度燃料電池未來(lái)發(fā)展路線(xiàn)進(jìn)行了解讀及展望。展望針對燃料電池中涉及的多尺度電化學(xué)、熱物理過(guò)程，結合能源材料領(lǐng)域最新成果，對質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴散層、雙極板等核心部件的發(fā)展路線(xiàn)進(jìn)行了深入分析，并通過(guò)仿真計算給出了具體的技術(shù)指標。
文章指出，雙極板和膜電極對未來(lái)功率密度提升的貢獻度分別約為30%和70%，但各部件需要協(xié)同優(yōu)化才能實(shí)現目標。“一體化和有序化是未來(lái)設計的兩個(gè)重要方向。”焦魁表示，一方面，雙極板進(jìn)一步減薄會(huì )極大增加流動(dòng)阻力，給反應氣體供給和冷卻液循環(huán)帶來(lái)困難，因此流場(chǎng)和電極的一體化設計是一種趨勢;另一方面，電極設計的有序化能夠更好地組織傳遞過(guò)程，并降低生產(chǎn)過(guò)程中的不確定性，也是未來(lái)的發(fā)展方向。
