基本信息
李晓锦  男  博导  中国科学院青岛生物能源与过程研究所
电子邮件: lixj@qibebt.ac.cn
通信地址: 青岛崂山区松岭路189号
邮政编码: 266100

研究领域

主要研究方向:
1. 高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)研究与开发
高温质子交换膜燃料电池具有较高CO耐受性和水热管理优势,是PEMFC的发展趋势。研究方向侧重于耐高温质子交换膜材料(Nafion无机复合膜、PBI/磷酸膜)开发以及系统水热管理优化,并以此开展系统的集成,从而在HT-PEMFC关键材料开发与系统工程化方面进行探索性的研究工作,推进高温质子交换膜燃料电池向实用化方向发展。
2.质子交换膜燃料电池(PEMFC)的数值研究
在不同尺度层次上,对电极、单电池、电池堆及燃料电池系统建立数学模型并进行数值模拟。重点是将燃料电池的电化学反应过程与多相流动传递相耦合,研究其耦合效应和规律,目前侧重于质子交换膜燃料电池多组分传递和动态特性的研究
3.固体聚合物水电解(SPE)研究
固体聚合物水电解过程中的电化学过程与气液两相流动过程的实验研究和模型研究,固体聚合物水电解池中关键材料物理化学特性,如扩散层孔隙率、导电率、表面润湿性等,对水电解池性能影响的研究。

招生信息

   
招生专业
081701-化学工程
招生方向
质子交换膜燃料电池关键材料与部件研发
固体聚合物水电解池过程模拟与系统集成

教育背景

1997-09--2001-12   中国科学院过程工程研究所   工学博士学位
学历

研究生

学位

博士

出国学习工作
2002年至2004年获欧盟FCT奖学金,在葡萄牙波尔图大学工程学院从事博士后研究

工作经历

2004/01-2014/12,中科院大连化学物理研究所,质子交换膜燃料电池研究

2015/01-至今   中科院青岛生物能源与过程研究所,电化学过程团队负责人、研究员、博导       

专利与奖励

申请国家发明专利10余项,其中第一发明人9项
专利成果
( 1 ) 一种高温质子交换膜燃料电池系统热管理方法, 发明, 2009, 第 1 作者, 专利号: 200910248839.6
( 2 ) 一种高分散性有机-无机复合膜电解质的制备方法, 发明, 2009, 第 1 作者, 专利号: 200910010869.3
( 3 ) 一种有机-无机复合电解质膜的磺化后处理方法, 发明, 2009, 第 1 作者, 专利号: 200910248841.3
( 4 ) 一种高孔隙率多孔碳填充的燃料电池流场结构及其制备方法, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: 201710140358.8
( 5 ) 一种基于生物质碳材料的多孔板材孔径调变方法, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: 201711159836.6
( 6 ) 一种石墨-金属边框复合双极板及其制备方法, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: 201711365577.2
( 7 ) 一种质子交换膜燃料电池双极板立体化流场, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: 201711224671.6
( 8 ) 一种质子交换膜燃料电池气体扩散层微孔层及其制备方法, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: 201710573636.9
( 9 ) 一种高分配一致性金属双极板流场构型, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: 201711485988.5
( 10 ) 一种磷硅玻璃掺杂壳聚糖中温质子交换膜及其制备方法, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: 201711435099.8

出版信息

在Chem. Eng. Sci.、J. Power Sources、Inter. J. Hydro. Energy发表论文20余篇(其中SCI论文12篇),其中第一作者及通讯联系人SCI论文10篇。
发表论文
(1) Gold nanorods on three-dimensional nickel foam: a non-enzymatic glucose sensor with enhanced electro-catalytic performance, RSC Advances,2017,7(58): 36744-36749, 2017, 通讯作者
(2) Antimony doped tin oxide applied in the gas diffusion layer for proton exchange membrane fuel cells, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2015, 通讯作者
(3) Development of proton-conducting membrane based on incorporating a proton conductor 1,2,4-triazolium methanesulfonate into the Nafion membrane, Journal of Energy Chemistry, 2015, 通讯作者
(4) Investigation on sulfuric acid sulfonation of in-situ sol-gel derived Nafion/SiO2 composite membrane, International Journal of Hydrogen Energy, 2011, 通讯作者
(5) Preparation and properties of Nafion/SiO2 composite membrane derived via in situ sol–gel reaction: size controlling and size effects of SiO2 nano-particles, Polymers Advanced Technologies, 2011, 通讯作者
(6) Experimental and modeling study on water dynamic transport of the proton exchange membrane fuel cell under transient air flow and load change, Journal of Power Sources, 2010, 通讯作者
(7) Mass mininzation of a discrete regenertive fuel cell system for on-board energy storage, Journal of Power Sources, 2010, 通讯作者
(8) Membrane water-flow rate in electrolyzer cells with a solid polymer electrolyte (SPE), Journal of Power Sources, 2009, 通讯作者
(9) The effect of air stoichiometry change on the dynamic behavior of a proton exchange membrane fuel cell, Journal of Power Sources, 2008, 通讯作者
(10) Modeling of self-induced oscillation in the mixing head of a RIM machine, Canadian Journal of Chemical Engineering, 2007, 第 1 作者
(11) Effects of surface-active agents on mass transfer of a solute into single buoyancy-driven drops in solvent extraction systems, Chemical Engineering Science, 2003, 第 1 作者
(12) Unsteady motion of a single droplet in surfactant solutions, Chinese Journal of Chemical Engineering, 2003, 第 1 作者
(13) The effect of surfactant on the motion of a buoyancy-driven drop at intermediate Reynolds numbers: A numerical approach, ournal of Colloid and Interface Science, 2001, 第 1 作者

科研活动

作为项目负责人完成/承担国家863课题“高温质子交换膜燃料电池试验系统研究”、国家自然科学基金“基于高温燃料电池的Nafion/无机复合膜微结构与水传递特性的研究”、中科院创新基金“氢氧燃料电池堆的近零排放研究”等多项国家级课题
科研项目
( 1 ) 低铂高性能车用质子交换膜燃料电池关键技术研究, 主持, 省级, 2019-11--2021-12
( 2 ) 氢能电池技术成果产业化开发, 主持, 院级, 2019-01--2022-12
( 3 ) 高性能非铂氢燃料电池阴极材料的研制及氧还原机理研究, 主持, 部委级, 2019-10--2021-09

指导学生

已指导学生

陈玉雷  硕士研究生  081701-化学工程  

张龙海  硕士研究生  430117-化学工程  

柯长春  博士研究生  081701-化学工程  

孙燕  硕士研究生  085204-材料工程  

现指导学生

张峰  博士研究生  081701-化学工程  

张冬青  博士研究生  081701-化学工程