实现氨氢融合燃料零碳大功率内燃机高效燃烧与近零排放控制

碳中和 高效内燃机 氨氢融合燃料 近零排放

碳中和背景下,内燃机如何实现高效零碳无污染? 随着我国“碳达峰”与“碳中和”目标的提出,内燃机低碳化、零碳化势在必行。氢和氨都是未来的碳中和燃料。“氨氢融合”有利于应对单一氢能利用在运输、存储、车载、安全、成本等方面的挑战,氨作为氢能载体的燃料利用是当前和未来国际前沿科技创新。 但氨存在点火难与燃烧慢的问题。相比于传统碳氢燃料,氨的反应活性低、自燃温度高,其需求的最小点火能量为汽油的60倍以上,层流火焰速度约为汽油的1/5,这大大提高了氨内燃机的开发难度。如何克服氨燃烧反应惰活性、提高氨发动机循环热效率是开发高效氨氢内燃机机的两大难题。 为了实现氨、氢燃料供给,需要开发专用的氨喷嘴和氢喷嘴,现有的柴油、汽油机及天然气喷嘴均不适用氨、氢喷射。氨喷嘴需要解决的最大难题是腐蚀性问题,氢喷嘴需要解决的最大难题是密封问题。 在排放方面,氨基燃料排放与传统汽柴油相比有较大差异,有NOx、N2O和未燃氨排放问题。氨气具有刺激性气味,国6法规要求氨浓度不超过10ppm。而且,氨燃料发动机排放随工况变化较大。因此,如何保证瞬变工况下,氮基排放对环境无污染,是氨氢融合内燃机的第三个难题。

推荐机构: 中国汽车工程学会

2024年度

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