燃料电池电堆将氢能转换成电能，是燃料电池汽车的“心脏”。上海交大团队历经15余年攻关，在燃料电池电堆理论研究、技术突破、装备研制等全技术链上取得重大突破与创新。1、提出了“双向蜿蜒”强化水-气传输的电堆设计新方法，发明了纵向“槽蜿蜒”和横向“脊蜿蜒”的细密流道与梯度扩散层协同传质新方法，突破高电流密度脊下传质极限，功率密度提升至6.2kW/L；2、发明了催化剂与梯度有序化膜电极技术。精确调控铂颗粒在介孔碳担载位置和粒径分布，发明了梯度有序气体扩散层-微孔层复合结构，将膜电极面功率密度从1.2W/cm²提升至1.9 W/cm²；3、建立了亲水型超薄细密金属双极板多工步成形工艺，开发了细密流道多步成形技术，降低了流道成形误差，有效支撑电堆装配节数的突破；4、创建了高功率燃料电池电堆高效叠装工艺系统。研制了双机器人快速叠装系统，显著提升装配效率，开发的万台级电堆生产线获IATF16949认证。
研究成果广泛应用于东风汽车、陕汽德创、大运汽车等乘用车、公交车、重卡、物流车等多个领域，并实现海外出口。技术成果转化落地临港新片区，支撑创建了上海特色产业园国际氢能谷，助力上海建设“国家燃料电池汽车示范城市群”，入选国家优秀推广案例。