主要学历: 1986年天津大学热物理工程系学士
1989年天津大学热物理工程系硕士
2002年日本横滨国立大学工学博士
主要学术经历: 2007.12 天津大学 教授
2005.03 2007.11 日产汽车综合研究所 研究员
2004.04 2005.03 横滨国立大学 助理教授
2002.04 2004.03 横滨国立大学 博士后研究员
1989.03 1997.09 天津理工大学(天津大学分校) 助教 讲师
主要研究方向: 1. 燃料电池的水热管理和低温启动
2. 车用锂离子电池的热管理 及热失控
3. 各种余热回收中的半导体温差发电技术应用
4. SOFC热电联供系统的能量管控策略
5. 凝结换热强化
主要讲授课程: 本科生:工程热力学
研究生:多孔介质的传热与传质
主要学术兼职: 中国工程热物理学会传热传质分会委员
主要学术成就: 1. 在利用汽车尾气余热半导体温差发电(TEG)方面,系统地研究了余热能转换过程中热量传递的规律与影响,首先发现了串联式温差发电器输出功率随发电片面积变化存在极值点(最大输出功率点),即,在温差发电器设计时并非发电片个数越多越好,并以此为基础给出了温差发电器的优化设计方法。提出用发电净功率来评价TEG强化传热的效果,指出了传统强化换热评价方法的局限性。在此基础上,提出了采用中间流体或者相变结构的传热强化方法,不仅提高了TEG的输出功率,还大幅减少了温差发电模块的用量。
2. 在含湿烟气余热温差发电方面,发现其温差发电特性曲线分为显热发电区与混合发电区,并且两个发电区的发电性能曲线显示出不同的特点。并据此提出了通过烟气加湿来提高温差发电器性能的方案,不仅提高了发电器最大输出功率,同时还减少了达到最大输出功率时所需的发电模块面积。
3.在燃料电池水管理方面,通过实验观查和测量,揭示了流道内液态水的移动以及扩散层含水饱和度对其气体扩散性能影响的规律,改进了传统的Bruggeman方程。在此基础上提出了通过阴极分流式进气提高燃料电池性能的方案,并对其从模拟和实验两个方面展开研究,获得了最佳分流进气位置和进气量,大幅提高了燃料电池性能。
4.在燃料电池零下启动方面,明确了电极内部结冰规律,尤其是发现了过冷水瞬态结冰现象,为燃料电池零下启动策略的设计提供了理论依据。同时,在此基础上,提出采用局部加热实现燃料电池低能耗快速启动的方案,能耗水平满足DOE要求。另外,还提出并制作了表面亲疏水性混合分布的气体扩散层和微孔层,实验结果表明其可大幅提高燃料电池的水管理和零下启动能力。
5.在锂离子电池热管理方面,研究了薄片式电池的放热规律,获得了电池最高和最低温度点位置的分布及变化特征,提出利用金属翅片和相变材料相结合提高电池均温性和散热性能。
6.在Marangoni凝结换热方面,发现了氨水混合蒸汽在质量浓度0.38%和5K左右过冷度时具有最大凝结换热系数;另外,还通过实验发现水蒸气中混入0.05%浓度的酒精可使其凝结换热系数最大提高8倍,该结果被日本传热学手册收录。
主要科研项目: 1. 具有透气性侧面的微小流道内气液两相流动的研究 国家自然科学基金面上项目(2009-2011)
2. 热电材料多尺度结构中传热规律及高效热电转换机理 科技部973计划课题(2011-2015)
3. 利用多孔介质板的车用燃料电池系统自我加湿的研究 科技部国际合作(2010-2013)
4. 新能源汽车用动力电池高性能化的研究 科技部国际合作重大专项(2013-2016)
5. 客车燃料电池水管理与低温启动研究 科技部国际合作(2016-2019)
6. 基于相变换热的瞬变脉动内燃机废气余热能的高效热电转换,国家自然科学基金面上项目(2019-2022)
7. 燃料电池热电联供系统优化设计与示范试验,科技部国际合作课题,(2019-2022)