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科创武汉·创新涌动正青春|彭靖轩:攻坚高温燃料电池,用算法守护能源装备

发布日期:2026/10/28 21:01:11      来源:大武汉      作者:
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      编者按:市委十四届十三次全体会议提出,打造具有全球竞争力的开放创新生态、高水平建设武汉区域科技创新中心,明确了营造“八个环境”的重点任务,其中包括打造近悦远来的人才集聚环境。武汉市人才工作局、武汉市科学技术协会积极贯彻落实市委人才工作部署,大力实施武汉青年科技人才朝阳托举工程,支持优秀青年科技工作者围绕我市重点科技领域和产业发展开展学术研究、科技攻关。现推出“科创武汉创新涌动正青春”栏目,讲述青年科技人才在武汉安身、安心、安业的故事,多维度呈现他们在这片创新热土上书写的青春华章。
      在华中科技大学人工智能与自动化学院的实验室里,30岁的博士后彭靖轩紧盯着屏幕上不断跳动的温度曲线。电流、气流、温度……在他和团队设计的控制算法调度下,一台温度高达800℃的先进发电装备,得以长时间保持高效、稳定的“健康”运行。
      这台设备叫固体氧化物燃料电池,宛如“能量心脏”。它不用燃烧、中间环节少,发电效率可达60%左右,热电联供综合效率可达85%以上。围绕它,彭靖轩先后主持国家自然科学基金青年项目等国家级课题,作为团队骨干参与国家重点研发计划百千瓦级固体氧化物燃料电池系统攻关。

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彭靖轩参加第三届全国博士后创新创业大赛。

      在武汉,像彭靖轩这样的青年科技工作者越来越多。聚焦氢能等全市重点科技领域和产业发展方向,一批“95后”“00后”青年科技工作者在这里完成学术研究、科技攻关,从“实验室里的工作者”成长为“产业一线的主力”。他们用青春闯进“人少的那条路”,也检验着这座城市培育孵化青年人才的一整套土壤。
给800℃的“暴脾气”电池降温,保障系统健康
      彭靖轩提到燃料电池时,打了个比方:传统煤电是“烧开水”,中间能量损耗巨大;而固体氧化物燃料电池,是让燃料直接发生电化学反应,“像电池一样”产出电能和热能。
      “理论上效率能到90%,但现实很骨感。”彭靖轩说,目前高温燃料电池在实验室里能跑通,一旦进入实际运行,由于温度高达800℃,控制稍有不慎,设备就会因局部过热或热应力而损坏。“如果控制不好,设备可能较快出现故障或性能衰减,成本就难以降下来。”

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彭靖轩与团队成员在实验室拆检固体氧化物燃料电池的发电系统。

      彭靖轩致力于燃料电池的控制器与算法研究。“我们的任务是,在现有材料水平下,通过控制器控制电流和气流,把温度稳定在800℃以内或设定区间,让系统一直处于高效率运行状态。”
      彭靖轩的不懈努力在他所主持的国家自然科学基金青年项目中得到集中体现。他牵头研究“复杂动态环境下固体氧化物燃料电池系统性能异常退化识别与预防”。简单说,就是不仅要让电池“不生病”,还要在它“亚健康”时提前预警、自动调节,把故障扼杀在摇篮里。
      他介绍,团队还会研究故障诊断、性能预测、健康管控算法,当出现下降趋势时,通过控制流量等方法提高性能,让设备一直维持健康状态,从而达到较长寿命。
攻关百千瓦级燃料电池系统,发电供热“一机两用”
      科研的价值,最终要落在产业上。彭靖轩参与最深的项目,是国家重点研发计划“氢能技术”重点专项项目“百千瓦级固体氧化物燃料电池热电联供系统应用关键技术”。
      华中科技大学团队参与了其中百千瓦级系统的示范运行与优化。他介绍,自己主要参与控制策略设计、系统集成联调和运行数据分析。

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彭靖轩身着防护装备在实验室开展固体氧化物燃料电池的系统检修。

      这类系统的特点是“一机两用”:一边发电,供工厂和园区使用;一边把发电时的高温余热回收起来供热,燃料综合利用率可达85%以上。在此基础上,团队还在攻关可逆运行的固体氧化物电池:用电低谷或风电、光伏发电富余时,它反向“电解”,把多余的电变成氢气储存起来。彭靖轩说,这项技术一旦成熟,有望让一度被“白白扔掉”的弃风弃光有新的去处。
      另一项让他牵挂的,是一项面向自然灾害应急救援的装备研发任务。去年广西突发洪水的救援场景中,就有这类装备的身影。彭靖轩说:“我们负责控制算法设计,让装备平稳、安全地运行。”
      从能源装备到应急保障,他把算法的力量嵌入真实场景,让实验室里的创新,回应产业与民生的迫切需求。
方法总比问题多:青年人才与武汉的双向奔赴
      彭靖轩和他的团队也会遇到卡壳的时候。“我们常常买不到合适的器件,得自己画图找厂家定制。”这种“从零搭积木”的滋味并不好受,返工、推倒重来是家常便饭。他总结,困难主要来自两方面:一是部分关键器件依赖进口、不好买,二是产业链较小、上下游不够成熟,经济和技术上的困难都需要逐一克服。
      支持他迎难而上的,除了导师的指引,还有武汉这座城市给予的底气。在推动成果转化落地的过程中,团队也得到了江夏区等地方的关心和支持。“我们能真切感受到,武汉对青年科技人才的托举是实实在在的。”彭靖轩说。

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彭靖轩在三好研究生标兵答辩现场作汇报。

      作为95后,他坦言科研中最重要的是“正视挫折”。“一个方向走不通,就换一个;方法总比问题多。”他的目标很明确:到2030年,推动高温燃料电池系统的稳定运行寿命不断提升,向商业化所需的数万小时迈进。一旦跨过这道门槛,上下游产业链将随之激活,成本也将大幅下降。
      彭靖轩在四川大学本科毕业后来到华中科技大学硕博连读,如今已把根扎在了这座科教重镇。他说,做长时间运行测试时,常常要守着设备、盯着数据,但并不觉得辛苦,反而觉得“看着数据平稳,心里就踏实”。
      当前,武汉正加快建设具有全国影响力的科技创新中心,一大批像彭靖轩这样的青年科技工作者,正围绕能源装备、人工智能、新材料等重点领域,把论文写在生产线上,把算法用在设备里。
      彭靖轩的故事,是武汉培育孵化青年科技人才的一个缩影。当一座城市把政策、资金、平台和耐心,都浇灌向那些最年轻、最有闯劲的头脑,创新的种子,终将长成支撑高质量发展的产业大树。而越来越多像彭靖轩一样的青年,正在武汉、为武汉、为中国,写下属于这个时代的“青春答卷”。

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