概述

建立一套碱性水电解制氢一体化电极设计方案，旨在帮助工程师高效将一体化电极区域流道的设计创新理念转化为实际可用的产品，通过仿真优化，具备在真实的测试环境中进行可靠性和稳定性验证能力。该设计方案可大幅缩短电解制氢电极产品的开发周期。

需求详情

参数化三维建模与自动网格划分：提供与主流建模软件深度集成的参数化电极与流道三维建模环境。支持通过脚本或图形界面快速定义关键几何特征（如流道宽度/深度、肋宽、孔隙率、扩散层/催化层厚度等），实现设计变量的灵活调整。集成高性能计算网格划分工具，能够针对复杂多孔结构与微流道生成高质量的仿真网格。人工智能辅助设计与优化：集成机器学习算法，能够基于历史仿真与实验数据，构建电极性能（如过电位、活性面积）与设计参数之间的代理模型。支持自动化的多目标优化（如最低能耗、最高产气率、最佳稳定性），通过遗传算法、贝叶斯优化等方法，自主探索最优设计方案空间，显著提升设计创新效率与深度。多物理场耦合仿真与性能预测：内置基于计算流体动力学、电化学与传质传热理论的高保真多物理场耦合仿真模型。能够精确模拟电解槽内气液两相流分布、电流密度分布、温度场、电解质浓度场及气泡演化行为。通过仿真，在设计阶段即可准确预测电极的电流-电压特性、能效、产气纯度及压降等关键性能指标，实现对不同设计方案的快速虚拟筛选与优化。

技术参数

（1）电化学性能：稳定运行寿命：在工业级条件（≥90℃，30%KOH，0.5A/cm2）下持续运行≥20000小时，性能衰减率＜2.5%，具备优异的长期运行可靠性。（2）材料与结构特性：支撑基底：采用三维多孔导电弹性体为核心骨架，兼具高导电性（体电阻率＜1.0mΩ·cm）与优异机械弹性（压缩50%后形变恢复率＞95%）。界面结合强度：催化层与支撑基底间的结合力 ≥15MPa，确保在气泡冲刷与工况波动下无活性物质脱落。（3）适配性能：机械柔性：可承受≥5%的拉伸形变或≥20000次的反复压缩-回弹循环，而电化学性能保持稳定，完美适配动态运行工况。系统集成适配性：可根据电解槽尺寸定制厚度（0.5-6.0mm）与外形，提供优异的密封界面，并能与多类型隔膜协同工作。

项目预期

开发效率：将创新电极设计从概念到原型验证的周期，从传统的数月大幅缩短至数周，实现快速迭代。风险控制:通过高保真多物理场仿真，在设计阶段即可预测并规避80%以上的性能与可靠性风险，显著减少昂贵的重复试制与台架测试。协同创新：解放材料与设计工程师的生产力，使其能直接借助平台工具进行设计与性能评估，降低对资深仿真专家的过度依赖，从而加速技术创新与知识沉淀。