Các nhà khoa học Trung Quốc phát triển thiết kế pin nhiên liệu hỗ trợ kỹ thuật số
THIÊN TÂN, ngày 5 tháng 12 (Xinhua) — Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Thiên Tân đã giới thiệu thiết kế cấu trúc hỗ trợ kỹ thuật số cho pin nhiên liệu màng trao đổi proton (PEM) cỡ lớn.
Theo nhóm nghiên cứu, phương pháp tiếp cận sáng tạo này nhằm mục đích hợp lý hóa các quy trình phát triển, giảm chi phí và cải thiện hiệu quả tổng thể trong công nghệ pin nhiên liệu, điều này rất quan trọng đối với ngành năng lượng hydro.
Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Energy & Environmental Science giải quyết những thách thức liên quan đến phương pháp thử nghiệm thông thường trong thiết kế pin nhiên liệu, thường dẫn đến chi phí cao và thời gian phát triển kéo dài.
Bằng cách sử dụng phương pháp mô hình hóa kỹ thuật số toàn diện, các nhà nghiên cứu đã tạo thành công một mô hình số tích hợp dữ liệu thực nghiệm để tối ưu hóa cấu trúc trường dòng chảy bên trong pin nhiên liệu PEM.
Pin nhiên liệu được công nhận là công nghệ phát điện lớn thứ tư sau thủy điện, nhiệt điện và năng lượng hạt nhân, được đánh giá cao vì đặc tính sạch, hiệu quả và không gây ô nhiễm. Trong số đó, pin nhiên liệu hydro nổi bật vì hiệu suất cao và không phát thải, đang tìm thấy ứng dụng ngày càng tăng trong giao thông công cộng, xe thương mại và ngành công nghiệp hàng hải.
Các nhà sản xuất hiện nay thiếu các mô hình mô phỏng hiệu quả và các giải pháp thiết kế sáng tạo, cản trở sự tiến bộ về mật độ công suất và kiểm soát chi phí.
Jiao Kui , trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết:
Phương pháp kỹ thuật số này tạo điều kiện cho việc tối ưu hóa cấu trúc có mục tiêu của pin nhiên liệu PEM và sẽ cải thiện đáng kể khả năng thương mại hóa của chúng,
Nhóm nghiên cứu đã thiết lập một mô hình mô phỏng có độ chính xác cao và tối ưu hóa thiết kế của pin nhiên liệu. Phương pháp của họ cải thiện hiệu quả tính toán gấp 10-20 lần so với các mô hình ba chiều truyền thống, cho phép phát triển nhanh chóng nhiều giải pháp thiết kế và rút ngắn thời gian R&D.
Li Feiqiang, đồng tác giả liên hệ từ Công ty TNHH SinoHytec Bắc Kinh, cho biết việc thiết kế pin nhiên liệu bằng phương pháp mới này có thể rút ngắn thời gian R&D xuống còn một phần ba.
Các nhà khoa học cho biết phương pháp cải tiến này có thể được mở rộng sang các thiết bị điện hóa khác, chẳng hạn như pin lithium và máy điện phân.
Các nhà khoa học Trung Quốc phát triển thiết kế pin nhiên liệu hỗ trợ kỹ thuật số
