面向微小型无人机对长续航、高比能量动力系统的迫切需求，传统的锂电池技术已触及能量密度天花板。固体氧化物燃料电池（SOFC）因其高能量密度性质且支持高能液态碳氢燃料（如丁烷）而具备颠覆性的续航潜力。然而，传统陶瓷SOFC存在自重大、抗热震性极差等致命瓶颈，无法满足无人机的快速冷启动要求。

基于此，本团队联合上海治臻新能源公司，聚焦于“金属支撑薄膜燃料电池（MS-SOFC）”的全链条开发。项目采用“底层单电池核心组件开发—中层多管电堆集成设计—顶层适配无人机动力系统的集成开发”三线并行系统工程架构。致力于打造一套兼顾轻质量、高结构稳定性与高能量密度的下一代无人机动力系统原型。

本项目旨在解决MS-SOFC在工程落地中面临的快速升温热应力失效、电堆多系统紧凑化设计及适配无人机的动力系统轻量化三大核心挑战，具体目标如下：（1）单电池层级：解决单电池在快速热循环中因热膨胀失配导致的界面开裂问题，通过宏观拓扑寻优释放热应力；同时克服粉末冶金基底的粗糙度制约，打通多孔金属骨架成型与微米级致密薄膜的实体制造工艺链。（2）电堆层级：解决金属支撑SOFC体系在多管紧凑排布下极易引发的电气短路与高温漏气痛点。通过开发新型耐高温绝缘套件与柔性密封结构，实现多管单电池的高效电热分配与可靠气密串联组装。（3）无人机动力系统层级：严格控制无人机动力系统的重量上限，完成全系统辅机附件的轻量化设计与重心优化；针对800℃高温下丁烷燃料的燃爆风险及微弱电信号干扰，开发安全的隔离型电化学原位测试装备。

本项目产出了从理论到实物、从组件到系统的成果（含1项发明专利申请）：（1）底层单电池设计突破：首创“平顶化波纹管”构型，将大面积热应力大幅削减约50%，并提升48%反应面积；成功利用3D打印与磁控溅射技术，制备出结构完整的500μm壁厚轻量化管状单电池实体。（2）中层电堆集成：创新设计了阶梯型外螺纹陶瓷套筒与云母柔性密封结构，解决了多管电堆的密封、定位、串联集流和绝缘难题，完成了42节单电池电堆的物理架构设计。（3）顶层无人机动力系统减重与装备落成：完成了包含外围附件的无人机系统集成，将总质量极致压缩至630g，完美适配无人机挂载；自主搭建了800℃丁烷隔离型高温原位测试平台，构筑了高精度四线制测量回路，为后续电堆试飞奠定了核心装备与理论支撑。