研究方向：

(1) 质子交换膜燃料电池（堆）的流场设计与水热管理 （常温下）- 传统流道与新型金属泡沫流道设计的对比分析

由于金属泡沫材料所具备的多孔微观结构、高孔隙率、高机械强度等优势，是燃料电池传统流道的良好替代品，其从根本上摆脱了传统流道由于“沟-脊”结构设计所带来的问题，如反应气分布不均，液态水在脊下集聚等。基于400W燃料电池测试台、环境仓、电化学工作站（EIS）等实验设备与ANSYS-Fluent流体动力学分析软件，建立三维宏观多相流稳态分析模型与动态响应模型，开展电池性能试验，采用（镍）金属泡沫流道替代传统流道，常温下最大功率提升47%。从数值模拟和实验电化学分析多角度展开分析。

(2) 质子交换膜燃料电池（堆）的冷启动（结冰点以下） – 水的生成与结冰机理研究

针对冷启动问题，首次创新性考虑了结冰点以下电池中存在的过冷却水，重建了水的相变体系。基于Matlab，搭建解析模型对冷启动过程以及结冰规律进行模拟和实验验证，将电池内复杂耦合的工作过程，转化为由一维或准二维矩阵构成的非线性常微分方程组，揭示冷启动过程中电池内质量、热量传递过程、相变机理与电池性能的关系，解释了过冷却水在电池内的产生、相变和传输规律，进一步剖析了水在多孔电极、电解质和流道中的传输规律。为工程中，强化冷启动性能和制定水管理策略提供事实依据和理论基础。

(3) 质子交换膜燃料电池的冷启动（结冰点以下） – 金属泡沫流道与传统流道冷启动性能仿真与试验研究

依据以上背景，采用Fluent和C语言编程实现并建立三维多相流冷启动瞬态模型，同时装配采用泡沫金属流道与采用传统流道的多块电池，从模拟和实验等角度，全面对比了不同启动温度、不同启动模式下（恒电流启动和恒电压启动）的冷启动（无辅助启动）性能和电池内部传热传质规律。在多个零下启动温度下，采用泡沫金属流道的单电池均展现出更好的冷启动性能。在工程应用中，有望进一步实现在垂直膜的方向上，对热、质传输速度的控制和改善，实现对电池性能的调控。

(4) 碱性阴离子交换膜燃料电池 – 水热传输机理研究和性能分析

碱性膜燃料电池由于其内部独特的碱性环境，使其可使用非贵重金属催化剂，在保证电池性能的同时，有效降低电池成本。针对氢氧碱性膜燃料电池，分别搭建了一维解析模型和三维多相流数值模型，分别用于快速预测电池各项性能和揭示电池内部区别于质子交换膜燃料电池的水热传输机理与运行特性。同时结合实验，揭示电池在不同工况与设计参数下的运行规律与动态响应。

 

教育背景：

(1) 天津大学                                  动力机械及工程                   博士研究生   (本科保送直博)             2013.09-2018.12

(2) 美国加州大学（戴维斯分校）   机械工程与航空航天系         国家留学基金委公派-联合培养博士    2015.09-2016.10

(3) 天津大学                                  热能与动力工程                   工学学士                                          2009.09-2013.06

 

参与项目：

(1) 《多物理量耦合的燃料电池系统级动态电堆模型》横向项目   –  上海汽车集团股份有限公司          2018.04 – 2019.03

(2) 《高性能质子交换膜燃料电池电极内多相传热传质研究》   国家自然科学基金                              2018.03-2021.02

(3) 《电化学热物理》   国家基金优秀青年科学基金项目                                                                   2017.01 – 2019.12

(4) 《无外增湿电堆关键技术》   国家重点研发计划                                                                          2016.07 – 2021-06

研究成果与奖励荣誉：

(1) 已发表第一作者SCI一、二区论文6篇。合作作者SCI一、二区论文3篇。另有3篇SCI论文在投。

(2) 已发表第一作者英文图书章节1章，整书出版于德国Springer出版社，详见附录。

(3) 已发表第一作者国际会议论文2篇。参加第20届世界氢能大会、第16届国际传热大会等4次国际会议，均做英文口头报告。

(4) 已发表第一作者国内会议论文1篇。参加2次国内会议。

(5) 第一作者作品《碱性膜燃料电池阳极水管理》，获得2013年全国大学生挑战杯竞赛天津大学、天津市特等奖、国家二等奖。

(6) 2013年、2017年“中自催化”社会奖学金等。多次获得天津大学“三好学生”、”优秀博士生”等荣誉称号。

已发文章：

第一作者发表SCI一二区论文 (或导师第一学生第二作者，按发表时间排序)：总计被引用120余次

1. Sen Huo,   Kui Jiao, Jae Wan Park. On the water transport behavior and phase transition   mechanisms in cold start operation of PEM fuel cell. Applied Energy 233-234   (2019) 776-788.

2. Sen Huo,   Jiaxun Zhou, Tianyou Wang, Rui Chen, Kui Jiao. Experimental   and analytical analysis of polarization and water transport behaviors of   hydrogen alkaline membrane fuel cell. Journal of Power Sources 382 (2018)   1–12.

3. Sen Huo,   Nathanial James Cooper, Travis Lee Smith, Jae Wan Park, Kui Jiao.   Experimental investigation on PEM fuel cell cold start behavior containing   porous metal foam as cathode flow distributor. Applied Energy 203 (2017)   101–114.

4. Sen Huo,   Jae Wan Park, Pu He, Dawei Wang, Kui Jiao. Analytical modeling of liquid   saturation jump effect for hydrogen alkaline anion exchange membrane fuel   cell. International Journal of Heat and Mass Transfer 112 (2017)   891–902.

5. Kui   Jiao, Sen Huo, Meng Zu, Daokuan   Jiao, Jixin Chen, Qing Du. An analytical model for hydrogen alkaline anion exchange   membrane fuel cell. International Journal of Hydrogen Energy 40 (2015)   3300-3312.

6. Sen Huo, Hao   Deng, Yafei Chang, Kui Jiao. Water management in alkaline anion exchange   membrane fuel cell anode. International Journal of Hydrogen Energy 37 (2012)   18389-18402.

第一作者发表英文图书章节：

1. Sen Huo   and Kui Jiao. 6 Mathematical Modeling of Alkaline Anion Exchange Membrane   Fuel Cells.

所属书目：Anion Exchange   Membrane Fuel Cells – Principles, Materials and systems. Liang An, T. S. Zhao   Editors. Lecture Notes in Energy 63. Springer, Berlin, pp169-216.

第一作者发表会议论文 (EI论文)（按发表时间排序）：

1. Sen Huo,   Jae Wan Park, Kui Jiao. Dynamic analysis of self-startup behavior of PEM fuel   cell from subfreezing temperature with consideration of super-cooled water.   Proceedings of the 16th International Heat Transfer Conference, IHTC-16, 2018.       国际传热大会（四年举办一次）

2. Sen Huo,   Kui Jiao. Analytical Modeling of AAEMFC. 20th World Hydrogen   Energy Conference 2014.           国际氢能大会（两年举办一次）

3. 霍森, 焦魁. 《碱性膜燃料电池解析模型》, 2013年中国工程热物理学会传热传质学术会议, 重庆.

 

合作作者发表SCI一二区论文（按发表时间排序）：

1. Chengru Wu, Zirong Yang, Sen Huo, Aezid-Ul-Hassan Najmi, Kui Jiao. Modeling and optimization   of electrode structure design for solid oxide fuel cell. International   Journal of Hydrogen Energy 43 (2018) 14648-14664.    2. Zirong Yang, Qing Du, Sen Huo, Kui Jiao. Effect of membrane electrode assembly design   on the cold start process of proton exchange membrane fuel cells.   International Journal of Hydrogen Energy 42 (2017) 25372-25387.

3. Hao Deng, Sen Huo, Yafei Chang, Yibo Zhou, Kui   Jiao. Transient analysis of alkaline anion exchange membrane fuel cell anode.   International Journal of Hydrogen Energy 38 (2013) 6509-6525.

 

工作单位及职位：

上海捷氢科技有限公司（上汽集团全资子公司）

电堆概念设计工程师

 

邮箱：huosen@tju.edu.cn