焦魁教授指出，一個(gè)好的燃料電池設(shè)計(jì)應(yīng)該促進(jìn)氣體傳輸、熱量耗散和液態(tài)水排出，以提高電池性能。目前，廠商們?nèi)狈Ω咝У姆抡婺Ｐ秃蛿?shù)字化設(shè)計(jì)手段，這限制了燃料電池功率密度的提升和成本控制。他們的研究正是為了解決這一問(wèn)題，推動(dòng)燃料電池的商業(yè)化。

焦魁團(tuán)隊(duì)建立了高精度的仿真模型，并對(duì)電池結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。他們提出的設(shè)計(jì)方法適用于商用燃料電池，通過(guò)建立三維加一維的仿真模型，計(jì)算效率比傳統(tǒng)模型提高了10到20倍，這大大加快了提出多種設(shè)計(jì)方案的速度，縮短了研發(fā)周期。

團(tuán)隊(duì)采用新方法進(jìn)行了嚴(yán)格的驗(yàn)證，選擇了五個(gè)關(guān)鍵工況參數(shù)，在七個(gè)電流密度下進(jìn)行了細(xì)致的驗(yàn)證。結(jié)果表明，仿真趨勢(shì)與實(shí)驗(yàn)趨勢(shì)高度一致，證明了模型在性能和機(jī)理層面的高精度預(yù)測(cè)能力。這種方法還能優(yōu)化燃料電池的分配區(qū)結(jié)構(gòu)，顯著提升電池性能。

以氫燃料電池為例，使用這種新方法設(shè)計(jì)的電池在電化學(xué)反應(yīng)一致性和流阻分配一致性等指標(biāo)上比市場(chǎng)主流產(chǎn)品提升了20%以上，同時(shí)廠商的設(shè)計(jì)制造成本可以降低到目前的60%，研發(fā)周期縮短到原來(lái)的1/3。這是由北京億華通科技股份有限公司副總經(jīng)理李飛強(qiáng)共同通訊作者所表示的。