官万兵

男， 中国科学院宁波材料技术与工程研究所， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1998.9-2002.7，东北大学，本科生，金属压力加工
2002.9-2006.12，上海大学，博士生，钢铁冶金
2007.12-至今，中国科学院宁波材料技术与工程研究所，从事固体氧化物电池技术研究，博士后，助理研究员，副研究员，研究员，团队负责人。
2014.5-2015.5，美国南卡罗莱纳州立大学化学工程系，国家留学基金委支持高级访问。

研究领域和兴趣

研究领域：固体氧化物电池技术；研究兴趣：技术开发与工程化

主要业绩

1、高性能平管型固体氧化物电池技术。设计了基于平管型固体氧化物电池的内嵌式电堆密封结构，改进了电池串接方式，通过密封工艺与电子收集材料的耦合作用大幅度降低了电堆中的电池连接界面电阻，显著提升了电堆输出性能。平管型SOFC模式下电堆功率密度达到1.2 Wcm-2@750 oC，SOEC模式热中性电压下电堆电解电流密度≥2 Acm-2@800 oC，创造了平管型电池技术路线的性能记录，Applied Energy, 365, 122999, 2024。基于平管型固体氧化物电池的电堆冷热循环实测百次，单次衰减0.063%/cycle，是目前该领域的实测条件下的最高水平。基于平管型固体氧化物电池技术路线，通过阳极催化剂的改进实现了天然气直接内重整的稳定性发电，CH4环境下实测3000h下工作电压衰减3.38 mV/kh，预测寿命44700h，Journal of Electrochemistry, 2024, 30(1), 2314001(Invited Contribution from Award Winners of the 21 st National Electrochemistry Congress in 2023)。
2、基于固体氧化物电池的CO2电解技术。通过密封与界面连接的改进，开展了固体氧化物电池CO2电解合成气研究，工作电压1.3V和电解电流0.4 Acm-2下CO2转化率≥47%，实测1900h下工作电压衰减4.89%/kh，Applied Energy, 259, 114130,2020。研究了固体氧化物电池CO2与H2的可逆性能，累计可逆26次625h，工作电压1.07V和电解电流0.2 Acm-2下CO2转化率≥45%，综合能量转化效率≥80%，Applied Energy, 314, 118969, 2022。在此基础上，进一步研究了电池以CO2作为电解原料和CO2电解尾气作为燃料发电的可逆特性，进行了101次约400h的可逆循环，循环效率约86%，并提出了基于固体氧化物电池的CO2电化学储能概念，为CO2的碳中和循环利用提供了新思路，Chemical Engineering Journal, 466, 143275,2023。模拟可再生电力波动性特点，研究了波动性电力固体氧化物电池CO2电解的特性变化，累计100次约800h的波动性变化实测，最大电流密度300 Acm-2下单次波动衰减0.041%，预计有500次以上循环的寿命，为可再生电力场景下的应用提供了参考，Carbon Energy, 5(4),1-11，2023。
3、基于固体氧化物电池的海水电解制氢技术。设计基于固体氧化物电池海水直接电解实验装置，研究了固体氧化物电池海水直接电解的稳定性与效率，在累计超过400h的实测过程中，工作电压1.3 V和电解电流密度0.2 Acm-2下，产氢速率380mLmin-1，接近理论值，综合效率≥80%，衰减速率约为4.0%/1000h，电池中未发现海水腐蚀性离子的毒化证据，为固体氧化物电池海水制氢应用提供了参考，Applied Energy, 300, 117439, 2021。在恒定电流电解基础上，研究了海水直接电解的可逆特性，累计31次可逆循环约1000h实测，在不考虑热损耗的条件下可逆效率104.9%，界面裂纹与可逆粗化是可逆衰减的主要原因，同样未明显发现海水腐蚀性离子的加速作用，Energy Conversion and Management, 258, 115543, 2022。对比研究了海水/纯水环境下固体氧化物电池电解的特性变化，累计实测400h，海水环境下固体氧化物电解池衰减速率约为5.38%/1000h，纯水环境下固体氧化物电解池衰减速率约为7.37%/1000h，表明固体氧化物电池对水质的敏感度低，进一步验证了固体氧化物电池海水直接电解的优势，Fuel, 357, 130039, 2024。
4、固体氧化物电池的工程化技术与产业化。设计了固体氧化物电池电堆模块批量化试制的一体化平台，并通过界面稳定性与一致性控制，实现了平板型与平管型固体氧化物电池堆核心技术的工程化开发，并基于平板型电池与电堆开发了5-10kW发电系统与10-20kW级的电解系统，分别开展了百千瓦级的系统研发及其应用示范，并作为联合创始人转化成立了高新技术企业（浙江氢邦科技有限公司）。公司2019年12月成立，经过近五年的发展，拥有了超过5000 m2的中试厂房，近三年累计实现超5000万的销售。

代表成果

1、Zhao Liu, Beibei Han, Yafei Tang, Junkang Sang, Jianxin Wang，Jun Yang, Wanbing Guan*, Flat-tube solid oxide stack with high performance for electricity generation and hydrogen production, Applied Energy, 365, 122999, 2024.
2、Anqi Wu, Meng Xiong, Svenja Hanson, Jing Wang, Wanbing Guan*, Subhash C. Singhal, CO2 Utilization by reversible solid oxide cells towards carbon neutralization for long-term energy storage, Chemical Engineering Journal, 143275, 466:143275, 2023.
3、Anqi Wu, Chaolei Li, Beibei Han, Wu Liu, Yang Zhang, Svenja Hanson, Wanbing Guan*, Subhash C. Singhal, Pulsed electrolysis of carbon dioxide by large scale solid oxide electrolytic cells for intermittent renewable energy storage, Carbon Energy, 5(4),1-11, 2023.
4、Chaolei Li, Anqi Wu, Chengqiao Xi, Wanbing Guan*, Liang Chen, Subhash C. Singhal, High reversible cycling performance of carbon dioxide electrolysis by flat-tube solid oxide cell, Applied Energy, 314, 118969, 2022. (IF=11.2)
5、Zhao Liu, Beibei Han, Yongming Zhao, Fan Hu, Wu Liu, Wanbing Guan*, Subhash C. Singhal, Reversible cycling performance of a flat tube solid oxide cell for seawater electrolysis, Energy Conversion and Management, 258, 115543, 2022.
6、Zhao Liu, Beibei Han, Zhiyi Lu, Wanbing Guan*, Yuanyuan Li, Changjiang Song, Liang Chen*, Subhash C. Singhal, Efficiency and stability of hydrogen production from seawater using solid oxide electrolysis cells, Applied Energy, 300, 117439, 2021.
7、Lianmei Lu, Wu Liu, Jianxin Wang, Yudong Wang, Changrong Xia, Xiao-Dong Zhou, Ming Chen, Wanbing Guan*, Long-term stability of carbon dioxide electrolysis in a large-scale flat-tube solid oxide electrolysis cell based on double-sided air electrodes, Applied Energy, 259, 1141301, 2020.
8.官万兵,蒋聪盈,王成田,郑家宏,仲政,一种中空对称的双阴极高温固态燃料电池堆，授权公告号：CN109755622B；授权公告日：2022.05.13；申请号：2017110923261；申请日：2017.11.08；
9.官万兵, 叶青, 王成田, 王建新, 杨钧, 一种基于对称双阴极结构固体氧化物燃料电池电堆,申请号/授权号：201910475920.1,申请日：2019-06-03，授权日：2021年11月15日；
10.官万兵, 叶青, 王成田, 王建新, 杨钧, 一种固体氧化物燃料电池发电系统及其使用方法,申请号/授权号：201910292389.4,申请日：2019-04-12，授权日：2021年5月25日；

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