聘请中国科学院院士邹志刚教授担任研究院名誉院长曹剑武教授担任研究院院长，组织机械与能源工程学院、材料科学与工程学院、信息科学技术学院、计算机学院、环境科学与工程学院、化学与生命科学学院、物理与光电工程学院、经济与管理学院等8个校内二级教学科研机构的30余名氢能行业知名专家及200余名师生，围绕氢能“制、储、运、加、用”全产业链条10余个研究方向，拓展氢产业规划、氢安全、氢健康等领域，推进人才培养和有组织科研与成果转化。

研究院现有1300平米办公研发空间，已完成全部基础装修和家具配置，正在逐步推进实验室建设。对于校内科研团队新增空间需求，按照“一事一议”原则，对接属地给予政策支持。

在前期服务北京国际科技创新中心建设大兴工作专班、北工大大兴氢能产教融合基地筹建办公室、北工大大兴氢能产教融合基地建设办公室工作的基础上，历时一年多，现已建成1个氢能展示交流大厅，1个校企联合攻关关键技术实验室，1个校企联合研发实验室，1个人才培养基地，2个产学研合作实验室，并助力大兴区引进3家企业入驻大兴国际氢能示范区。

作为支撑平台的核心单位，参与“北京市氢能产业创新中心”筹建工作，助力创新中心建设。作为主要支持单位之一，学校11个氢能科技成果项目参与由北京市科委、中关村管委会主办，北京科技成果转化服务中心、大兴区科委、大兴区经信局联合承办的2024中关村论坛系列活动之中关村“火花”活动，1个项目参加路演，10个项目以图文形式展示成果。

服务对接学校改革与发展规划处、技术转移中心、研究生院、基建修缮处、党委教师工作部、离退休工作处、艺术设计学院、碳中和未来技术学院、继续教育学院、经济与管理学院等校内二级机构，以党组织理论学习中心组调研、主题党日活动等方式组织师生到大兴国际氢能示范区参观交流，累计200余人次。

对接京能集团、燕山石化、北汽福田、海珀特、国电投中研院、中石油华北设计院、中电工程、泊菲莱、国润氢能、新瓷未来、东方华氢等20余家氢能企事业单位，联合承担科研项目，进行氢能产业关键技术攻关。

联合继续教育学院，承办2024年北京市“氢能技术创新与产业发展高级研修班”，提升行业人员氢能产业理论素养及战略思维，搭建氢能企事业单位交流平台，累计培训近40家企事业单位60余名学员。

为落实“教育、科技、人才”一体化发展

推进人才培养和有组织科研与成果转化

研究院规划建设4个实验室

更好服务于北京国际科技创新中心建设

负责人：曹剑武 教授

所在学院：材料科学与工程学院、氢能研究院（大兴）

1. 面向产业难题

固体氧化物燃料电池（SOFC）具有发电效率高、燃料适应性强、高温余热可回收等优点，在大型发电、分布式发电及热电联供、交通运输及调峰储能等领域具有广阔的应用前景，是最前沿的燃料电池技术。由于SOFC电堆需要在高温下运行，其陶瓷电解质的安全可靠性、材料高温蠕变特性、结构强度劣化规律、电化学性能衰减特性等性能与电解质陶瓷的组成和微观结构、成型、烧结工艺控制等材料基础科学和工艺技术方面的研究开发对高效稳定运行至关重要。

我国目前致力于半导体精密装备的开发，急需配套结构陶瓷材料及其部件的开发。

SOFC热电联产系统                 分布式电-热需求单元

2. 核心技术和解决方案

特种陶瓷团队根据产业需求，开发了高离子电导率、高机械强度、抗热冲击、耐高温的陶瓷电解质，并结合高温运行的气氛和温度条件开展了陶瓷材料的高温疲劳、蠕变、微观结构变化等性能的评价方法方面研究，为固体氧化物燃料电池的结构设计、寿命预测提供支撑。开发了满足半导体精密装备特殊性能需求的陶瓷材料和可以满足各种复杂结构形状的陶瓷部件的设计、成型、烧结变形控制、加工的系列工艺技术。通过材料配方、微观组织结构、晶界、杂质的调控和宏观性能的复杂的相关性之间的规律，开发出高比刚性和超低热膨胀陶瓷材料。通过成型工艺调整、烧结气氛、温场、时温效应、工装设计等手段开发了复杂结构形状的部件技术，可用于高端光刻机的核心关键部件，解决关键材料的卡脖子问题。目前，正在探讨和国内企业、院所联合开发、产业化落地，满足固体氧化物燃料电池堆的设计开发和国内半导体关键装备的开发需求。

3. 成果应用

相关的材料技术、评价方法和复杂形状部件工艺技术已经与相关的氢燃料电池和系统的企业，半导体精密装备企业、航天院所、进行了展示、合作研究和应用示范。

负责人：阮嘉赓 教授

所在学院：机械与能源工程学院

1. 面向产业难题

近年来氢燃料电池汽车和分布式驱动纯电动汽车等具有多能量源、多动力源、多驱动形式的新能源汽车具有更强的性能和更优的经济性。然而具有此类复杂动力系统的车辆在实际复杂路况中，存在燃料电池效率波动大、寿命衰减快、多电机驱动系统动力冗余多、运行效率低、整车经济性不高的问题。

2. 核心技术和解决方案

运用多目标优化方法、大数据驱动的机器学习理论以及虚实融合下的数字孪生技术，构建以“驾驶环境的实时获取与有效预测-状态数据的多源融合与同步更新-车辆行为的在线控制与协同优化”为特点的高精度、多维度、长时度虚实融合控制系统，建立了面向不同地域-复杂环境-多种车型的构型设计、参数匹配数据库和基于强化学习的能量管理策略智能训练模型，实现氢燃料电池-动力电池-多电机-多挡位-多轴驱动的多源系统在不确定性需求下的平稳高效运行。

分布式系统虚实共驾测试系统

数字孪生复杂场景模型

3. 成果应用

已与北汽福田、海珀特、北理工等开展基础理论研究、核心技术攻关和科研成果转化巩固工作。目前项目成果应用到多款北汽福田燃料电池客车产品。2023年以来，累计应用车辆168台，累计行驶里程3800万公里，总减排达3800吨二氧化碳，推动了京津冀地区氢能产业链发展，为全国氢能产业链的良好发展起到了示范作用。

分布式系统虚实共驾测试系统

氢燃料电池客车及燃料电池核心部件

负责人：李洪义 教授

所在学院：材料科学与工程学院

1. 面向产业难题

氢燃料电池技术兼具高转换效率、清洁无污染、无振动噪音等优点，发展低铂高性能氢燃料电池技术对于实现国家碳中和目标至关重要。作为氢燃料电池核心部件，现有膜电极仍存在功率低、铂用量大、易失活等问题，在“催化剂/固体电解质/反应气体”三相界面有效构筑电子、离子、气体输运通道是解决问题的关键。

2. 核心技术和解决方案

面向氢能高效利用，开展高性能、高稳定性、低铂载量的有序膜电极关键材料的开发及技术应用。针对构建高效物质传输通道，以导电有序无机阵列或孔道为基础，发展膜电极纳米结构的调控方法和有序化结构膜电极的构筑方法，实现界面优化的高性能膜电极的跨尺度制备，为高性能、低成本PEMFC的大规模商业化应用建立理论基础、材料基础和技术基础。基于上述基础研究，搭建了有序膜电极成套测试装备系统。

氢燃料电池测试系统

3. 成果应用

相关成果已发表在Nat. Commun., ACS Catal., Appl. Catal. B Environ.等期刊，相关技术与睿安德环保设备（北京）有限公司联合开发了电解水应用装置。

负责人：孙再成 教授

所在学院：化学与生命科学学院

1. 面向产业难题

光催化剂效率低，当前光催化剂材料的量子效率较低，限制了太阳能的利用率，直接影响到氢气的产量；材料成本高，制备高效光催化剂通常需要贵金属或稀有材料，这显著增加了大规模应用的成本，限制了产业推广；反应条件苛刻，现有的光催化反应大多需要复杂的反应条件，难以满足工业化生产的需求。

2. 核心技术和解决方案

光催化制氢实验室致力于从材料、反应机理和系统设计等多方面推动光催化技术的突破。其核心技术研究方向包括：

（1）高效光催化材料设计

通过纳米材料、异质结构的设计，实验室团队正在开发新型低成本、高效率的光催化剂。例如，开发了高效的光沉积双原子负载氮化碳的方式，利用双原子间的电子传递效应，极大程度上提升了光催化分解水制备氢气的速率。

（2）光谱响应扩展

通过调控材料的能带结构，以及通过在传统催化材料上负载碳纳米点的方式，拓展光催化剂的光谱响应范围，使其能够有效吸收可见光甚至近红外光，从而提高太阳能利用率。

新型光催化剂产氢过程示意图

制备的薄膜材料在可见光下产氢效果图

（3）新型反应器设计

研发了针对光催化产氢的高效反应器，优化了光照条件和气体传质过程，实现了氢气产量的显著提升。

模块化光催化生产氢气的反应器

3. 成果应用

2024年7月，依托团队成果联合北京泊菲莱科技有限公司进驻大兴国际氢能示范区。依托强大的科研和创新能力，聚焦新型高效催化剂的开发以及高效模块化光催化产氢设备的研发。目前，已有多款光催化产氢设备进入市场，团队开发的新型高效光催化剂可在化工企业中用于工业产品中氢气的供给。

共同涵育氢能创新生态

 北京工业大学将继续

推动科技成果、高端人才、产业需求等创新要素

高密度高强度地聚集对接

促进科技创新与成果转移转化效率提升

为科技强国贡献力量！