基本信息
郝金凯  男  硕导  中国科学院大连化学物理研究所
电子邮件: haojinkai@dicp.ac.cn
通信地址: 辽宁大连沙河口区中山路457号 化物所 能源楼1号513办公室
邮政编码:

研究领域

郝金凯,中科院大连化学物理研究所,副研究员,DNL0324组长;苏州市氢能产业创新中心,主任助理。SAC/TC206/SC1标委会委员。主要从事质子交换膜、高温质子交换膜与碱性燃料电池的聚合物膜材料、扩散层、膜电极的开发,承担及参与国家级、省部级重点研发、自然科学基金等科研项目10余项。在《Journal of Power Sources》、《Journal of Membrane Science》和其它国内外期刊、学术会议上发表论文25余篇,申请发明专利40余项,授权专利20项,申请PCT专利4项。2022年评为大连“高端人才”“青年才俊”,2021年评为辽宁省“高级人才”。

先后成功开发质子交换膜燃料电池国产化扩散层全自动量产、质子交换膜连续中试量产、膜电极CCM连续双面直涂等多项中试工艺,年产能可提升至10万平以上,其中量产工艺已技术许可给多家企业进行商业化生产开发,支撑氢能燃料电池产业的快速国产化。

主要研究方向:

1. 质子交换膜燃料电池膜电极研究

开发新型全氟磺酸树脂,优选高稳定高活性催化剂,搭载高稳定短侧链离聚物,在MEA催化层内构筑复合耦合结构,系统催化结构影响机制,构筑低阻抗高稳定的三相界面结构。研究抗毒化催化剂与短侧链离聚物协同离子传输机理,提出苛刻环境下电极可靠性提升策略;研究多形态微结构耦合调控对欧姆极化、传质极化的影响机制。

2.国产化质子交换复合增强膜开发

基于全国产化材料、开发高性能燃料电池、PEM水电解用质子交换膜,研究高固含量全氟磺酸树脂在系列复配溶剂中的分散特征及稳定性;探索树脂组成和膜结构对复合质子交换膜性能和寿命的影响规律;开发负压复合工艺和双向高精度张力控制技术,实现高致密度复合质子交换膜的宏量制备,为燃料电池关键材料国产化提供科学及技术依据。

3. 阴离子交换膜及膜电极研究

基于高耐碱稳定高分子骨架,设计合成高电导咪唑、多氮化合物基官能团,研究阴离子交换膜成膜工艺及技术;研究高电导低溶胀离子传输粘结剂、开发高传输膜电极催化层制备技术。

4. 质子交换膜燃料电池扩散层量产技术

开发扩散层微孔层批量制备工艺、设计配套国产化产线,实现扩散层高一致性生产。

5. 质子交换膜燃料电池膜电极量产技术

开发高稳定催化剂浆料制备技术、研究膜电极CCM双面直涂工艺、研究模块化高产能膜电极生产线设计与集成技术;研究关键设备参数对高产能工艺的影响规律;研究膜电极生产线高效调试与智能化运维技术;研究膜电极生产线示范工程运行综合评价方法。


招生信息

   
招生专业
081701-化学工程
081702-化学工艺
085600-材料与化工
招生方向
质子交换膜燃料电池,高温质子交换膜燃料电池,PEM水电解,质子交换膜,膜电极

教育背景

2012-09--2018-03   中国科学院大学大连化学物理研究所   工学博士

工作经历

   
工作简历
2022-07~现在, 中国科学院大学大连化学物理研究所, DNL0324 研究组组长
2021-07~现在, 中国科学院大学大连化学物理研究所, 副研究员
2018-06~2021-06,中国科学院大学大连化学物理研究所, 助理研究员
社会兼职
2018-03-15-今,苏州市氢能产业创新中心, 副总经理

专利与奖励

   
专利成果
[1] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种适用于低湿环境的质子交换膜及其制备方法. CN: CN115528283A, 2022-12-27.

[2] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种燃料电池复合膜及其制备方法. CN: CN115189001A, 2022-10-14.

[3] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种碱性阴离子交换膜及其制备方法. CN: CN115521568A, 2022-12-27.

[4] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种交联型碱性阴离子交换膜及其制备方法. CN: CN115948051A, 2023-04-11.

[5] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚, 林永俐. 一种燃料电池膜电极CCM连续化涂布工艺. CN: CN114210532A, 2022-03-22.

[6] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚, 林永俐. 一种燃料电池膜电极CCM连续化涂布工艺. CN: CN114210532B, 2023-02-03.

[7] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚, 林永俐. 一种抗沉淀催化剂浆料及其制备方法. CN: CN114243034A, 2022-03-25.

[8] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种耦合导电高分子的质子交换复合膜及制备方法. CN: CN114243070A, 2022-03-25.

[9] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 水电解复合膜批量制备用浸渍配料一体设备. CN: CN114178127A, 2022-03-15.

[10] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 水电解复合膜批量制备用ptfe膜自动贴合方式及装置. CN: CN114228020A, 2022-03-25.

[11] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 水电解复合膜制备用ptfe膜辅助贴合装置及方法. CN: CN114228168A, 2022-03-25.

[12] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种复合膜制备用ptfe膜辅助复合装置. CN: CN114211768A, 2022-03-22.

[13] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种水电解CCM制备方法. CN: CN114204042A, 2022-03-18.

[14] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种质子交换复合膜及其连续化制备方法. CN: CN114204089A, 2022-03-18.

[15] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种水电解用多层质子交换膜及其制备方法. CN: CN114196991B, 2023-01-06.

[16] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种燃料电池膜电极制备工艺及连续化产线. CN: CN114204050A, 2022-03-18.

[17] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种增强型质子交换膜连续制备工艺. CN: CN114188555A, 2022-03-15.

[18] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种水电解用多层质子交换膜及其制备方法. CN: CN114196991A, 2022-03-18.

[19] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚, 林永俐. 一种燃料电池膜电极CCM批量生产用涂布装置. CN: CN114178135A, 2022-03-15.

[20] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种PEM水电解用质子膜与CCM一体化制备工艺及设备. CN: CN114196965A, 2022-03-18.

[21] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种固体电解质水电解膜电极的制备方法. CN: CN114164438A, 2022-03-11.

[22] 邵志刚, 郝金凯, 张洪杰. PEM水电解用质子膜与CCM一体化制备方法及装置. CN: CN114196966A, 2022-03-18.

[23] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种高传质PEM水电解用膜电极批量制备方法. CN: CN114196967A, 2022-03-18.

[24] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种PEM水电解用质子膜与CCM一体化制备工艺及设备. CN: CN114196965B, 2023-03-31.

[25] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种增强型PEM水电解质子交换膜及其连续化制备方法. CN: CN114108017A, 2022-03-01.

[26] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种燃料电池膜电极连续涂布制备工艺. CN: CN114204051A, 2022-03-18.

[27] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种燃料电池高均匀性CCM连续涂布工艺. CN: CN114204052A, 2022-03-18.

[28] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 基于醋酸纤维多孔支撑体的复合质子交换膜及其制备方法. CN: CN112736271A, 2021-04-30.

[29] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种燃料电池高成品率催化电极批量制备方法及其设备. CN: CN112599794A, 2021-04-02.

[30] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种高成品率燃料电池催化电极涂布生产方法及其设备. CN: CN112599791A, 2021-04-02.

[31] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 多规格燃料电池微孔层智能化连续印刷设备及其印刷工艺. CN: CN112606537A, 2021-04-06.

[32] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种燃料电池电极CCM批量化生产方法及其设备. CN: CN112599796B, 2021-11-02.

[33] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种超薄质子交换复合膜连续化制备方法. CN: CN112582657B, 2021-10-26.

[34] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种燃料电池用复合膜的制备工艺. CN: CN112599824A, 2021-04-02.

[35] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种超薄高质子导率质子交换复合膜的制备方法. CN: CN112582657A, 2021-03-30.

[36] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种燃料电池气体扩散层连续疏水处理设备及其工艺. CN: CN112582625A, 2021-03-30.

[37] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种保护膜及其批量制备方法与应用. CN: CN112592673B, 2021-09-10.

[38] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种新型保护膜及其批量制备方法与应用. CN: CN112592673A, 2021-04-02.

[39] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种新型膜电极密封组件及其连续制备封装设备. CN: CN112599812A, 2021-04-02.

[40] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种燃料电池高成品率、抗反极催化电极批量化生产方法及其设备. CN: CN112599796A, 2021-04-02.

[41] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种用保护背膜实现抗溶胀的CCM涂布工艺. CN: CN112599793A, 2021-04-02.

[42] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种燃料电池用复合膜的制备工艺. CN: CN112599824B, 2022-01-28.

[43] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. CCM制备用卷对卷连续涂布机及卷材衔接方法. CN: CN112599795A, 2021-04-02.

[44] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 质子交换膜燃料电池新型膜电极结构及其封装方法. CN: CN112599823A, 2021-04-02.

[45] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种燃料电池膜电极催化层的制备方法. CN: CN112599792A, 2021-04-02.

[46] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种燃料电池微孔层连续印刷设备及工艺. CN: CN112549749A, 2021-03-26.

[47] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 燃料电池膜电极密封组件、封装工艺以及连续封装用设备. CN: CN112531183A, 2021-03-19.

[48] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 燃料电池催化层连续化涂布生产设备及工艺. CN: CN112536193A, 2021-03-23.

[49] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种燃料电池膜电极密封组件的连续封装用设备. CN: CN112563532A, 2021-03-26.

[50] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 燃料电池膜电极密封组件、封装工艺以及连续封装用设备. CN: CN112531183B, 2022-02-11.

[51] 张洪杰, 郝金凯, 邵志刚. 一种燃料电池催化剂浆料批量回收设备. CN: CN112713279A, 2021-04-27.

[52] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 喷涂法制备膜电极催化剂批量回收工艺及设备. CN: CN112542594A, 2021-03-23.

[53] 郝金凯, 张洪杰, 邵志刚. 一种膜电极催化剂浆料批量回收工艺及设备. CN: CN112542594B, 2021-09-10.

[54] 张洪杰, 邵志刚, 郝金凯, 吕波. 一种高保水树脂复合膜及其制备方法. CN: CN112993352A, 2021-06-18.

[55] 郝金凯, 邵志刚, 张洪杰, 吕波. 一种高保水性复合型质子交换膜及其制备方法. CN: CN112993353A, 2021-06-18.

[56] 郝金凯, 邵志刚, 张洪杰. 一种质子交换膜用保护背膜及其制备方法. CN: CN112980342A, 2021-06-18.

[57] 张洪杰, 邵志刚, 郝金凯. 一种燃料电池膜电极连续批量化生产方法和装置. CN: CN112993350A, 2021-06-18.

[58] 俞红梅, 高学强, 谢峰, 覃博文, 郝金凯, 姚德伟, 秦晓平, 邵志刚. 一种有序化碱性阴离子交换膜及其制备方法与应用. CN: CN111244511B, 2021-05-18.

[59] 郝金凯, 邵志刚, 张洪杰, 姜广. 一种高温质子交换膜燃料电池膜电极及其制备方法与应用. CN: CN111244475B, 2021-03-12.

[60] 郝金凯, 邵志刚, 张洪杰, 姜广. 一种高温燃料电池质子交换膜及其制备方法与应用. CN: CN111244513B, 2021-04-02.

[61] 郝金凯, 邵志刚, 张洪杰, 王朋豪. 超薄交联复合增强型聚合物阴离子交换膜及其制备方法与应用. CN: CN111244512B, 2021-06-15.

[62] 张洪杰, 邵志刚, 郝金凯, 方达晖, 杨跃. 一种纳米线结构Pt合金催化剂及其制备方法与应用. CN: CN111224117A, 2020-06-02.

[63] 张洪杰, 邵志刚, 郝金凯. 一种燃料电池膜电极批量生产装置及方法. CN: CN111224111B, 2021-04-02.

[64] 邵志刚, 郝金凯, 姜永燚, 高学强, 衣宝廉. 交联型聚苯并咪唑碱性阴离子交换膜及其制备和应用. CN: CN109390617A, 2019-02-26.

[65] 邵志刚, 郝金凯, 姜永燚, 高学强, 衣宝廉. 交联型嵌段聚合物阴离子交换膜及其制备和应用. CN: CN109384944A, 2019-02-26.

[66] 李晓锦, 于书淳, 郝金凯, 邵志刚, 衣宝廉. 一种质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法. CN: CN107123822A, 2017-09-01.

[67] 邵志刚, 郝金凯, 姜永燚, 高学强, 衣宝廉. 一种N1-长链烷烃取代-4,5-二甲基咪唑型碱性阴离子交换膜的制备方法. CN: CN108075161A, 2018-05-25.

[68] 侯明, 姜永燚, 郝金凯, 邵志刚, 衣宝廉. 一种有机-无机多层复合型质子交换膜的制备及膜和应用. CN: CN107978780A, 2018-05-01.

[69] 侯明, 姜永燚, 郝金凯, 邵志刚, 衣宝廉. 一种多层复合型质子交换膜的制备及膜和应用. CN: CN107994244A, 2018-05-04.

[70] 侯明, 姜永燚, 郝金凯, 邵志刚, 衣宝廉. 一种复合型质子交换膜的制备方法. CN: CN106876741B, 2019-04-23.

[71] 侯明, 姜永燚, 郝金凯, 邵志刚, 衣宝廉. 一种复合型质子交换膜的制备方法. CN: CN106876741A, 2017-06-20.

[72] 侯明, 姜永燚, 郝金凯, 邵志刚, 衣宝廉. 一种微孔层材料的制备方法. CN: CN106711466A, 2017-05-24.

[73] 周利, 张芳芳, 郝金凯, 邵志刚. 一种储能电池用有机电解液的处理方法. CN: CN106340675A, 2017-01-18.

[74] 周利, 张芳芳, 郝金凯, 邵志刚. 一种单液流锂硫电池. CN: CN106340663A, 2017-01-18.

[75] 邵志刚, 郝金凯, 姜永燚, 王禛, 赵亚. 一种聚苯并咪唑/自由基淬灭剂复合膜的制备方法. CN: CN106336518A, 2017-01-18.

[76] 李晓锦, 郝金凯, 于书淳, 姜永燚, 邵志刚. 一种三氮唑基离子晶体/聚合物复合膜的制备方法. CN: CN105702901A, 2016-06-22.

[77] 李晓锦, 于书淳, 郝金凯, 邵志刚, 衣宝廉. 一种质子交换膜燃料电池用气体扩散层的制备方法. CN: CN104716337A, 2015-06-17.

[78] 李晓锦, 柯长春, 郝金凯, 邵志刚, 衣宝廉. 一种无纺布/离子液体复合质子交换膜及其制备方法. CN: CN104716368A, 2015-06-17.

[79] 俞红梅, 高学强, 贾佳, 郝金凯, 迟军, 覃博文, 姚德伟, 邵志刚. 一种碱性阴离子交换膜燃料电池膜电极的制备方法. CN: CN104064793A, 2014-09-24.

出版信息

   
发表论文
[1] POLYMERnull. 2023, [2] Journal of Applied Electrochemistrynull. 2023, [3] JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCEnull. 2023, [4] Lv, Bo, Yang, Yang, Yang, Chuanyu, Huang, Ziyi, Zhou, Yawen, Song, Wei, Hao, Jinkai, Shao, Zhigang. Layered double hydroxide composite membrane for advanced alkaline water electrolysis. INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH[J]. 2022, 46(9): 11892-11902, http://dx.doi.org/10.1002/er.7955.
[5] Meng, Xiangchao, Ren, Hong, Hao, Jinkai, Shao, Zhigang. Design and experimental research of a novel droplet flow field in proton exchange membrane fuel cell. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL[J]. 2022, 450: http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2022.138276.
[6] Gou, Yong, Jiang, Guang, Hao, Jinkai, Shao, Zhigang, Wei, Zidong. A corrosion mechanism of NbC/alpha-C:H films for metallic bipolar plates in proton exchange membrane fuel cell cathode based on percolation model. SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY[J]. 2022, 445: http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128711.
[7] Meng, Xiangchao, Ren, Hong, Hao, Jinkai, Shao, Zhigang. Design and experimental research of a novel droplet flow field in proton exchange membrane fuel cell. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL[J]. 2022, 450: http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2022.138276.
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[30] 郝金凯, 李晓锦, 于书淳, 姜永燚, 罗江水, 邵志刚, 衣宝廉. Development of proton-conducting membrane based on incorporating a proton conductor 1;2;4-triazolium methanesulfonate into the Nafion membrane. JOURNAL OF ENERGY CHEMISTRY;原JOURNAL OF NATURAL GAS CHEMISTRY[J]. 2015, 24(2): 199-, http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/143791.
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[32] Yu, Shuchun, Li, Xiaojin, Liu, Sa, Hao, Jinkai, Shao, Zhigang, Yi, Baolian. Study on hydrophobicity loss of the gas diffusion layer in PEMFCs by electrochemical oxidation. RSC ADVANCES[J]. 2014, 4(8): 3852-3856, http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/858777.
[33] Li, Jin, Li, Xiaojin, Yu, Shuchun, Hao, Jinkai, Lu, Wangting, Shao, Zhigang, Yi, Baolian. Porous polybenzimidazole membranes doped with phosphoric acid: Preparation and application in high-temperature proton-exchange-membrane fuel cells. ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT[J]. 2014, 85: 323-327, http://dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2014.05.052.

科研活动

   
科研项目
( 1 ) 高性能高稳定咪唑型阴离子交换膜连续 离子传输通道构筑机理及性能研究, 负责人, 国家任务, 2020-01--2022-12
( 2 ) 燃料电池抗CO毒化技术及系统关键零部件设计, 负责人, 国家任务, 2022-12--2025-11
( 3 ) 利用高压电场实现催化层中离子交换树脂的准有序排列调控三相界面微观特性, 参与, 国家任务, 2022-01--2025-12
( 4 ) 可再生能源SPE电解水关键技术与氢燃料电池应用关键技术研究及示范, 参与, 中国科学院计划, 2018-04--2023-04
( 5 ) 基于全固态电解质的高温PEM水电解膜电极制备与研究, 负责人, 研究所自主部署, 2022-09--2024-12
( 6 ) 基于固态电解质中高温PEM水电解膜电极制备与性能研究, 负责人, 地方任务, 2023-01--2024-12
( 7 ) PEM水电解膜电极制备及工艺研究, 负责人, 国家任务, 2022-12--2026-12
( 8 ) 中高温PEM水电解膜电极连续质子传输通道构筑机理及性能研究, 负责人, 国家任务, 2024-01--2027-12