燃料电池是解决人类未来能源危机的关键技术之一，设计开发高性能低成本燃料电池至关重要。本成果基于多过程耦合和跨尺度关联的相关理论，建立燃料电池多尺度多物理场全耦合模型，开发多种不同类型燃料电池的数值仿真平台，建立电池微结构、制备工艺、电池材料与电池性能之间的定量数值关系，实现从电池微观结构到电池宏观性能的有效预测，在此基础上，对燃料电池关键零部件进行优化设计，创新提出多种设计方案，有效降低了燃料电池的制造成本，提升了燃料电池的放电性能与运行稳定性，推进了燃料电池关键零部件的国产化进程。
图1高性能燃料电池单体及堆栈开发：（a）径向流微流体燃料电池；（b）可弯曲微型无膜燃料电池；（c）基于纸包电极的自吸式微流体燃料电池；（d）具有多级结构的固体氧化物燃料电池电堆。
1. 一种高性能径向流微流体燃料电池，ZL201910072226.5，2020-10-30.
2. 一种可弯曲微流体无膜燃料电池，ZL201710317233.8，2020-05-05.
3. 一种基于纸包电极的自吸式微流体燃料电池，ZL202011414191.8，2021-12-21.
4. 一种多级燃料电池结构及其发电方法，ZL201710115699.X，2019-10-18.