校企合作毕业设计

可再生电制燃料高温共电解池的人工智能辅助设计和制造

能源与动力工程

资助企业: 嘉兴鸷锐新材料科技有限公司

资助年份: 2026

企业导师: 王诗阳

指导教师: 倪娜

项目成员: 白清扬 许洋 刘恒瑞 赵志宣

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项目简介

项目概述

本项目面向双碳目标下可再生能源高效存储需求,聚焦高温共电解池(SOEC)材料长期稳定性瓶颈。针对传统试错法研发周期长、机器学习多关注初始性能而缺乏衰减预测等痛点,构建数据-特征-建模-解释-筛选-实验闭环体系。重点突破空气电极极化阻抗衰减预测、Ni基燃料电极失效建模、多主元合金燃料极成分筛选等核心问题,实现SOEC材料智能化设计与制造。

项目目标

构建涵盖空气电极、Ni基及多主元合金燃料极的多维度结构化数据库;开发基于大语言模型的自动化特征描述符,突破人工经验局限;建立多任务机器学习模型,实现空气电极衰减速率、多主元合金相结构、燃料极性能衰减的精准预测;利用SHAP揭示关键影响因素;通过虚拟筛选与实验闭环,筛选出3-5种高稳定性空气电极材料,形成可复用的AI辅助设计流程。

项目成果

成功构建SOEC多组件结构化数据库,开发LLM自动化特征编码方法,在保留可解释性的同时,预测精度与泛化能力优于传统描述符。搭建多任务预测模型,实现材料关键结构和衰减速率的准确预测,筛选出兼具高性能和低衰减特性的电极材料,并完成实验验证。基于项目开发的新型SOEC电池面电阻降低约20%,极化阻抗降低约14%1.5V下电流密度提高约24%,完成从预测到实验的闭环优化。

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