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能源研究院在氨燃料缸内点火与燃烧等研究方面取得进展

时间:2026/9/22     作者:超级管理员

合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)(以下简称能源研究院)联合安徽理工大学、大连理工大学等团队,在氨燃料等离子体点火与燃烧研究中取得重要进展。相关成果以《Combustion of Methanol, NH3, and NH3/H2 Blends in a Constant Volume Chamber with an Energy-Enhanced Igniter》为题发表于《Energy & Fuels》(论文链接https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5c04910)。

氨是重要的储氢和储能介质,储氢密度是液氢的1.5倍,利用我国可再生能源储量丰富、地域广阔和氨易存储、易运输的特性,有望实现可再生绿色能源的大规模、大范围运输和长期稳定存储,进而大幅替代煤、石油、天然气等传统化石能源。然而氨的物化特性导致其具有点火难、燃烧慢、不完全燃烧易产生NOx和NH3逃逸等劣势,极大地限制了其在相关能源行业的大规模应用和推广。特别在中高速发动机行业,缸内燃烧时间短,更易造成点火、燃烧和排放问题。

为解决氨燃料发动机缸内点火与燃烧困难的难题,研究团队创新提出点火器能量瞬点-瞬放点火增强机制,在尽量保持原有点火系统和点火器有效使用寿命的前提下,大幅提高缸内点火器点火能量(将原有点火能数十mJ提高至1-2J)和点火功率(将原有峰值点火功率<10kW提高至50-100kW),点火器点火能与点火功率的大幅提高有效拓展了氨燃料的燃烧极限,提高了氨燃料燃烧速度及氨燃料燃烧系统点火成功率,为开发高性能氨发动机提供坚实基础。

近年来,能源院科研团队在氨燃料发动机研究领域持续钻研,目前已逐步掌握移动源在线氨制氢及近瞬态动态调节、氨裂解制氢动态仿真、等离子体辅助氨燃料高效燃烧、缸内高能等离子体点火与助燃等多项具有完全自主知识产权的关键核心技术,为能源研究院深入开展氨燃料动力研究工作奠定实验与理论基础和重要技术支撑。相关工作获得国家自然科学基金(T2341001)、能源研究院重大培育项目(22KZS304, 22KZS301, 24KZS301)等资助。


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