【概况】

焦魁，天津大学二级教授、博士生导师、国家储能技术产教融合创新平台常务副主任、先进内燃动力全国重点实验室教授，以第一或通讯作者在Nature、Joule、Energy & Environmental Science、Progress in Energy and Combustion Science、Science Bulletin等期刊发表论文200余篇，被引20000余次；出版专著5本、图书章节9个；建立了全流程、高效、高精度，可用于正向设计与实时控制的电化学能量转换装置仿真模型和软件，获授权发明专利和软著40余项。其中在Nature所发表的9页长文为未来高功率密度燃料电池设计提出了详尽的技术指标和路线，得到了国内外同行的高度关注和认可，被人民日报、科技日报、基金委官网等重要媒体大篇幅正面报道。 主持国家重点研发计划项目、国家杰出青年基金、国家优秀青年基金、国家基金重点国际（地区）合作项目、英国皇家学会“牛顿高级学者基金”、天津市杰出青年基金等国家和省部级项目，以及一汽、上汽、德国博世、长城、潍柴等企业委托研发项目40余项。 基于在超高功率密度燃料电池设计理论、仿真模型及实践中的主要技术发明、科研创新成果和企业应用成效，以第一完成人获得第十八届中国青年科技奖、2023年中国汽车工程学会技术发明一等奖、2022年国际绿色能源协会科技创新奖、2022年中国能源研究会学术创新一等奖、2021年中国内燃机学会自然科学一等奖、2021年IChemE自动化与数字化奖提名奖、2019年IChemE研究项目提名奖、2019年吴仲华青年学者奖等国内外奖项。

【教育背景】

2007年9月 至 2011年9月，滑铁卢大学机械工程专业(博士)，导师：李献国 2005年9月 至 2007年9月，温莎大学机械工程专业(硕士)，导师：周彪 2001年9月 至 2005年9月，温莎大学机械工程专业(学士)

【学术经历】

2022年6月 至今，天津大学，国家储能技术产教融合创新平台，讲席教授 2011年9月 至今，天津大学，先进内燃动力全国重点实验室，教授、讲席教授

【讲授课程】

1、流体与热质传递基础（本科生课程） 2、燃料电池科学与技术（本科生课程） 3、能源与人工智能（本科生课程） 4、储能科学与工程概论（本科生课程） 5、燃料电池技术（研究生课程）

【教学成果】

获得宝钢优秀教师奖、霍英东青年教师奖，入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，获得国家级教学成果二等奖（2项）、天津市教学成果特等奖（3项）、一等奖（1项），2门课程分别入选国家一流课和天津市一流课程，担任天津市储能科学与工程教学团队负责人。 指导学生和博士后获得香江学者计划（2人次）、博士后创新人才支持计划（2人次）、青年人才托举工程（2人次）、宝钢优秀学生特等奖（2人次）、中国汽车工程学会优博论文（2人次）、中国内燃机学会优博论文、大学生挑战杯竞赛全国二等奖、三等奖及天津市特等奖、天津大学学生科学奖、全国能源动力类专业百篇优秀本科毕业论文（3人次）等人才计划、优秀论文或科技竞赛奖励，指导学生数十次获得世界燃料电池大会、世界内燃机大会、世界汽车工程师（SAE）年会、国际绿色能源会议、国际清洁能源和空气污染会议、全国储能科学与工程博士生学术论坛等多个国内外权威学术会议的最佳报告/论文奖项。

【研究方向】

燃料电池、电解池、锂电池、温差发电器、内燃机、燃气轮机等装置中能量存储、转换、利用等问题

【学术兼职】

担任中国内燃机学会会士与储能技术分会主任委员、英国皇家化学学会会士(FRSC)和工程技术学会会士(FIET)、国际绿色能源协会(International Association for Green Energy)储能分会主席、国际期刊Energy and AI创刊副主编、International Journal of Green Energy副主编，Science Bulletin, IEEE Transactions on Transportation Electrification, eTransportation等期刊编委。 作为大会主席或联合主席举办了2020-2024五届能源与人工智能国际会议、2018年绿色交通能源发展与变革中英双边研讨会(国家自然科学基金委与英国皇家学会共同资助)和2017年中国工程热物理传热与多相流青年论坛(国家自然科学基金委资助)，受邀在2025、2023年世界燃料电池大会、2024年国际清洁能源与空气污染会议、2024年热物理多尺度模拟国际会议做大会报告，并多次在世界内燃机大会、中国工程热物理年会、国际绿色能源会议、金砖五国青年科学家论坛等国内外学术会议，以及美国福特汽车公司、英国帝国理工学院、美国加州大学、加拿大滑铁卢大学、上汽、潍柴等国内外企业、高校及科研机构作学术报告。

【科研项目及成果】

部分作为项目负责人项目： 1. 科技部，国家重点研发计划项目，质子交换膜燃料电池电堆单元伏安性能设计仿真软件研发，2023YFB4005800，2023-12至2026-11，主持 2. 国家自然科学基金委员会，国家杰出青年科学基金，燃料电池水热管理，52225604，2023-01至2027-12，主持 3. 国家自然科学基金委员会，重点国际（地区）合作研究项目，复合光电极与光电解池“光-电-质-热”多场耦合过程研究与调控，5251001075，2026-01至2030-12，主持 4. 国家自然科学基金委员会，国际(地区)合作与交流项目，绿色交通发展与变革，51881330157，2018-07至2018-12，主持 5. 国家自然科学基金委员会，英国皇家学会牛顿高级学者基金，高性能质子交换膜燃料电池电极内多相传热传质研究，51861130359，2018-03至2021-02，主持 6. 科技部，电堆性能预测模型及设计通用软件开发研究，国家重点研发计划项目子课题，2017YFB0102703，2017-07至2021-06，主持 7. 吉林省科学技术厅、长春市科学技术局，吉林省长春市重大科技专项课题，燃料电池宏观性能仿真与关键技术研究，20230301017ZD，2023-10至2026-08，主持 8. 天津市科学技术委员会，电化学能量转换中的热物理问题，天津市杰出青年基金，18JCJQJC46700，2018-10至2022-09，主持 9. 广州汽车集团股份有限公司，燃料电池全耦合多维仿真，企业横向项目，2022GKF-0855，2022-12至2023-10，主持 10. 中国汽车技术研究中心有限公司，弱监督与自学习方法及系统验证—燃料电池模型开发及优化服务，企业横向项目，2022GFW-0699，2022-10至2023-12，主持 11. 上海氢晨新能源科技有限公司，质子交换膜燃料电池多孔电极格子玻尔兹曼-孔尺度模型，企业横向项目，2022GKF-0345，2022-06至2024-01，主持 12. 东风汽车集团股份有限公司，大功率电堆水热管理仿真与可视化系统开发项目，企业横向项目，2022GKF-0318，2022-06至2023-06，主持 13. 中国汽车技术研究中心有限公司，燃料电池半经验半机理仿真模型开发，企业横向项目，2021GFW-0724，2021-11至2022-01，主持 14. 中国船舶重工集团公司第七一二研究所，PEM燃料电池电堆水热管理研究，2021GFW-0368，2021-06至 2021-08，主持 15. 未势能源科技有限公司，质子交换膜燃料电池电堆低温自启动仿真技术开发，企业横向项目，2021GKF-0439，2021-07至2022-07，主持 16. 中汽数据（天津）有限公司，燃料电池机理仿真模型标识应用技术服务，企业横向项目，2021GKF-0230，2021-04至2021-12 17. 上海捷氢科技有限公司，全尺寸单池性能仿真模型开发，企业横向项目，2020GFW-0694，2020-09至2021-09，主持 18. 中国第一汽车股份有限公司，高比功率燃料电池发动机研发项目燃料电池双极板设计与短堆验证，企业横向项目，2019GKF-0648，2019-10至2020-12，主持 19. 博世（中国）投资有限公司，质子交换膜燃料电池数值模拟，企业横向项目，2019GKF-0597，2019-10至2022-09，主持 20. 上海汽车集团股份有限公司，多物理量耦合的燃料电池系统级动态电堆模型，企业横向项目，2018GFW-0178，2018-04至2019-03，主持

【代表性论著】

1. 焦魁，王博文，杜青，张国宾，杨子荣，邓豪，谢旭. 质子交换膜燃料电池水热管理. 科学出版社 (2020). ISBN: 9787030650863（入选中国知网高被引图书） 2. 焦魁，刘智，汪洋，杜青，宫智超，高清臣，武承如，吴康成，王博文，王昕. 人工智能应用导论. 高等教育出版社 (2024). ISBN: 9787040621464 3. 焦魁，张国宾，杜青，樊林浩，焦道宽，武承如，王博文. 多物理场传热传质基础与建模实例. 天津大学出版社 (2022). ISBN: 9787561871218 4. Kui Jiao, Bowen Wang, Qing Du, Yun Wang, Guobin Zhang, Zirong Yang, Hao Deng, and Xu Xie. Water and Thermal Management of Proton Exchange Membrane Fuel Cells. Elsevier (2021). ISBN: 9780323911160. 5. Prodip K. Das, Kui Jiao, Yun Wang, Barbir Frano, Xianguo Li. Fuel Cells for Transportation. Elsevier (2021). ISBN: 9780323994859. 6. K Jiao*, J Xuan, Q Du, Z Bao, B Xie, B Wang, Y Zhao, L Fan, H Wang, Z Hou*, S Huo, Nigel P. Brandon, Y Yin, Michael D. Guiver*. Designing the next generation of proton-exchange membrane fuel cells. Nature 595, 361-369 (2021). 7. D Jin*, K Jiao*. Charging Infrastructure Intellectualization and Future of Different Automotive Powertrains. Joule 4, 1626–1636 (2020). 8. C Tongsh, S Wu, K Jiao*, W Huo, Q Du, Jae Wan Park, J Xuan, H Wang, Nigel P. Brandon, Michael D. Guiver *. Fuel cell stack redesign and component integration radically increase power density. Joule 8(1), 175-192 (2023). 9. F Zhang, B Zu, B Wang, Z Qin, J Yao, Z Wang, L Fan, K Jiao*. Developing long-durability proton-exchange membrane fuel cells. Joule 9(3), 101853 (2025). 10. G Zhang, Z Qu*, W Tao, X Wang, L Wu, S Wu, X Xie, C Tongsh, W Huo, Z Bao, K Jiao*, Y Wang*. Porous Flow Field for Next-Generation Proton Exchange Membrane Fuel Cells: Materials, Characterization, Design, and Challenges. Chemical Reviews 123, 989-1039 (2020). 11. W Huo, L Fan, Y Xu, M Benbouzid, W Xu, F Gao*, W Li, N Shan, B Xie, H Huang, B Liu, Y Amirat, C Fang, X Li, Q Gan, F Li*, K Jiao*. Digitally-assisted structure design of a large-size proton exchange membrane fuel cell. Energy & Environmental Science 18, 631-644 (2024). 12. 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Insights into lithium plating characteristics enable plating-free heating strategy for bidirectional pulse utilizing a refined physics-based model. International Journal of Heat and Mass Transfer 238, 126440 (2024). 32. H Tao, K Yang, B Wang, B Hou, K Wu, Z Qin, B Luo, J Kang, Q Du, K Jiao*. Numerical study of gas crossover effect on hydrogen-oxygen proton exchange membrane fuel cell. International Journal of Heat and Mass Transfer 234, 126060 (2024). 33. Y Liu, Z Bao*, J Chen, F Lv, K Jiao*. Design of a partially narrowed flow channel with a sub-distribution zone for the water management of large-size proton exchange membrane fuel cells. Energy 310, 133292 (2024). 34. L Fan, R Zuo, Y Zhou, A Ran, X Li, Q Du, K Jiao*. Deep-learning-assisted insights into molecular transport in heterogeneous electrolyte films on electrodes. Cell Reports Physical Science 5, 9 (2024). 35. W Huo, B Liu, W Xu, B Xie, L Fan*, M Benbouzid, Y Xu, T Ding, C Fang, F Gao, Y Amirat, F Li*, K Jiao*. 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International Journal of Heat and Mass Transfer 217, 124666 (2023). 40. W Huo, P Wu, B Xie, Q Du, J Liang, Z Qin, G Zhang, I Sarani, W Xu, B Liu, B Wang, Y Yin, J Lin, K Jiao*. Elucidating non-uniform assembling effect in large-scale PEM fuel cell by coupling mechanics and performance models. Energy Conversion and Management 277, 116668 (2023). 41. X Zhang, B Wang*, Y Xu, L Wu, F Zhang, S He, X Zhang*, K Jiao*. Effects of different loading strategies on the dynamic response and multi-physics fields distribution of PEMEC stack. Fuel 332, 126090 (2023). 42. F Zhang, B Wang, Z Gong, X Zhang, Z Qin, K Jiao*. Development of photovoltaic-electrolyzer-fuel cell system for hydrogen production and power generation. Energy 263, 125566 (2023). 43. W Li, Q Du*, G Guo, C Wu, K Jiao*. Enhanced electrochemical and thermal behavior of lithium-ion batteries with ultrathick electrodes via oriented pores. Applied Thermal Engineering 228, 120555 (2023). 44. 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Y Zhang, L Fan, J Wang, H Deng, W Shi, Q Du, Z Hou, K Jiao*. Enhanced oxygen transport in ionomer films on platinum electrodes via a local electric field. Journal of Materials Chemistry A 10, 21102-21111 (2022). 54. Y Wang, C Wu, S Zhao, J Wang, B Zu, M Han, Q Du*, M Ni*, K Jiao*. Coupling deep learning and multi-objective genetic algorithms to achieve high performance and durability of direct internal reforming solid oxide fuel cell. Applied Energy 315, 119046 (2022). 55. Z Bao, Y Li, X Zhou, F Gao, Q Du∗, K Jiao*. Transport properties of gas diffusion layer of proton exchange membrane fuel cells: Effects of compression. International Journal of Heat and Mass Transfer 178, 121608 (2021). 56. C Cheng, Z Yang, Z Liu, C Tongsh, G Zhang, B Xie, S He, K Jiao*. Numerical investigation on the feasibility of metal foam as flow field in alkaline anion exchange membrane fuel cell. Applied Energy 302, 117555 (2021). 57.L Fan, Y Wang*, K Jiao*. Oxygen transport routes in ionomer film on polyhedral platinum nanoparticles. ACS Nano 14, 17487-17495 (2020). 58. B Xie, G Zhang, Y Jiang, R Wang, X Sheng, F Xi, Z Zhao, W Chen, Y Zhu, Y Wang, H Wang, K Jiao*. “3D+1D” modeling approach toward large-scale PEM fuel cell simulation and partitioned optimization study on flow field. eTransportation 6, 100090 (2020). 59. Y Wang, Y Du, M Ni, R Zhan, Qing Du*, K Jiao*. Three-dimensional modeling of flow field optimization for co-electrolysis solid oxide electrolysis cell. Applied Thermal Engineering 172, 114959 (2020). 60. Z Yang, Qing Du*, Z Jia, C Yang, J Xuan, K Jiao*. A comprehensive proton exchange membrane fuel cell system model integrating various auxiliary subsystems. Applied Energy 256, 113959 (2019).