记者于12月6日从科学技术大学获悉,该校的曾杰、姚涛、东、李洪良等人共同合作,在氨动力发动机研究领域取得了重大突破。他们创新性地提出了甲烷介导的氨动力发动机构想,这一成果已发表在《德国应用化学》这一国际权威学术期刊上。
氨动力发动机在实现碳中和方面展现出巨大潜力,但由于氨气作为燃料存在的缺陷,如燃烧性能不佳以及排放有害物质氮氧化物的问题,使得其应用面临挑战。为了攻克这些难题,研究团队采取了一种全新的策略。
此次研究中,团队不再直接燃烧氨气,而是选择甲烷作为媒介,结合尾气原位处理技术,实现了氨气的间接燃烧。这样既保留了氨气的零碳排放特性,又克服了氨气燃烧自身的缺陷。
为了实现这一创新构想,研究团队设计了两种路径:“空间解耦”和“空间耦合”。在“空间解耦”路径中,首先利用催化剂将氨气裂解生成氮气和氢气,再将氢气与尾气中的二氧化碳反应,生成甲烷。这一过程中,氨气和二氧化碳的转化率非常高,达到了预期效果。而“空间耦合”路径则是直接将氨气和尾气中的二氧化碳反应,生成氮气、甲烷和水。这两种路径均实现了氨气与氧气的非接触性反应,从而有效避免了氮氧化物的生成。