新燃料能否给内燃机“续命”?零碳高效内燃机系统架构还需解决哪些关键问题
氨燃料发动机受到全球广泛关注,近期取得重要进展
在全球推动交通运输领域能源转型的背景下,氨燃料发动机因其零碳排放潜力,正受到国内外企业、高校及科研机构的高度关注。近期,日本成功完成氨燃料船舶示范航行,中国宣布成立氨发动机创新联合体,韩国发布四冲程液氨发动机,相关技术进展正持续加速产业发展进程。
李骏院士:提出氨氢融合零碳高效内燃机系统架构
中国汽车工程学会名誉理事长、中国工程院院士、清华大学教授李骏于三十一届中国汽车工程学会年会氨燃料与车用零碳氨动力系统专题论坛指出:“氨氢融合内燃机具有零碳、高效、高动力的性能优势,动力性可超过柴油机动力性水平,经济性可接近或达到柴油机水平。我国在液氨内燃机设计和研制,特别是电控高压共轨氨燃料供给系统关键部件等重大技术创新方面迈出重要一步。不但适用于车辆,也能为船舶、农机、工程机械等重型运输装备氨氢融合动力研发提供理论支撑。”
天津大学卫海桥:氨发动机是内燃机中长期发展的重要方向
天津大学先进内燃动力全国重点实验室讲席教授卫海桥提出,随着我国“碳达峰”与“碳中和”双碳战略的实施,内燃机低碳化、零碳化发展势在必行。中短期来看,内燃机需要大幅提升系统能效;但中长期来看,采用氢、氨等可再生、零碳、碳中和燃料是必然趋势。下一代零碳内燃机发展依赖于氢、氨、PODE等灵活燃料技术进步和燃料成本下降,也取决于燃料供给体系和市场产业链的完善。
天津大学尧命发:氨燃料高效清洁燃烧最佳模式仍有待探索研究
天津大学先进内燃动力全国重点实验室讲席教授尧命发指出:“氨氢预混合点燃方式因为压缩比较低,热效率也偏低,但如果把余热利用起来,还是有提升空间的。高当量比下,燃料型NO会大幅减少,能同时压低NOx、氨和一氧化二氮的排放。HPDI的氨喷雾扩散燃烧,不仅温室气体和N O排得少,热效率也高。TACI方式通过‘局部富燃、整体稀燃’模式,类似‘早喷柴油+氨直喷’,NOx和未燃氨排放都比预混燃烧低。”
清华大学齐运亮:氨氢融合发动机燃烧特性复杂多变需精准控制
清华大学车辆与运载学院助理研究员齐运亮提出,在中低负荷工况下,被动射流稳定燃烧需较高氢能比,而主动射流和多次喷射则能在较低氢能比下实现稳定燃烧;但主动喷射压力不宜过低,否则难以确保氢能供给。液氨直喷可降低传热损失,提升热效率,相比进气道喷射具备更高的指示热效率(ITE)潜力。此外,氨在不同当量比下的化学发光特性差异明显,需精准调控以实现高效燃烧。
清华大学黄朝胜:氨氢融合热电复合零碳动力能够实现高效驱动
清华大学车辆与运载学院研究员黄朝胜表示:“选择零碳技术路线时,动力需求、车重、续航和成本是重型商用车最关键的考虑点。像长途牵引车,常用功率基本在80到130kW之间。氨氢融合的热电复合动力系统,不光能效比得上传统发动机,还能兼顾高动力、高效率和长续航,对中型车来说,是实现碳中和的一个可行方案。”
武汉理工唐浩林:能耗低、通量高、响应快氨裂解分离技术是关键
武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室教授唐浩林指出,氨裂解提纯技术中,叠片式微流道强化传质裂解和氨氢电化学分离属于“从0到1”的原创突破,但要真正实现工程化,还得靠高效催化剂、抗氨膜、封装材料以及高温高通量器件等多层级技术的协同创新来支撑。
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