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氨氢融合燃料内燃机排放特性与近零排放控制 被引量：1
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作者 李理光 商权波 +1 位作者 唐泳健 邓俊 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第3期345-366,共22页
在全球化石能源消耗与气候变化引发的碳减排需求和能源低碳化与零碳化转型的背景下,氨氢融合燃料内燃机(ICEs)因其零碳排放潜力成为交通运输领域的关注热点和重要研究方向之一。氨燃料具有高携氢能量密度、易储运和高抗爆性等优势,但其... 在全球化石能源消耗与气候变化引发的碳减排需求和能源低碳化与零碳化转型的背景下,氨氢融合燃料内燃机(ICEs)因其零碳排放潜力成为交通运输领域的关注热点和重要研究方向之一。氨燃料具有高携氢能量密度、易储运和高抗爆性等优势,但其燃烧速度低,燃料含氮特性使其污染物排放具有高氮氧化物(NO_(x))、未燃氨(NH_(3))和氧化亚氮(N_(2)O)的特点,在内燃机领域的氨氢融合燃料燃烧优化与近零排放控制是一项全新研究,面临艰巨的挑战。本文综述了氨氢融合燃料内燃机的排放特性及近零排放控制技术的最新研究进展。首先,在排放机理方面,氨燃料燃烧过程中NO_(x)的生成路径复杂,受当量比、压力和温度等因素影响,早期的机理研究主要聚焦在低压和中高温范围,但与内燃机高压高温差距较大,是当前研究的重点。其次,缸内污染物生成与控制是降低排放的重要措施,通过优化燃料喷射策略、点火时刻和进气条件,能够有效平衡污染物排放与热效率关系。研究表明,氨氢融合,即氢气助燃可提升燃烧效率,减少未燃氨和N_(2)O排放,但会增加NO_(x)生成。最后,缸外后处理技术是实现近零排放的关键。由于氨氢燃料燃烧排放的特殊性,需要开发全新的专用后处理系统,包括选择性催化还原(SCR)技术处理NO_(x),氨泄漏氧化催化器(ASC)和针对高温室效应的N_(2)O抑制生成与还原的新型催化剂。此外,氢气选择性催化还原(H_(2)-SCR)技术为处理氨氢发动机中的氢气排放提供了新思路。未来研究需进一步优化缸内燃烧与后处理系统的协同控制,开发低温高效催化剂,并探索组合式后处理方案,以满足日益严格的排放法规和近零排放。氨氢融合燃料内燃机在实现碳中和目标中具有广阔应用前景,但其广泛应用仍需解决包括排放控制等技术瓶颈问题。 展开更多
关键词 氨氢燃料 内燃机(ICEs) 排放特性 近零排放控制 缸内燃烧控制 专用后处理系统
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氨氢融合零碳内燃机燃烧过程综述 被引量：6
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作者 王志 齐运亮 +1 位作者 陈清楚 李骏 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期443-466,共24页
随着中国“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。氨作为零碳燃料和氢的高能量密度载体,是实现碳中和有潜力的替代燃料。研发氨氢燃烧技术,实现氨高效清洁融合燃料零碳大功率内燃机高效近零排放对全球气候治... 随着中国“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。氨作为零碳燃料和氢的高能量密度载体,是实现碳中和有潜力的替代燃料。研发氨氢燃烧技术,实现氨高效清洁融合燃料零碳大功率内燃机高效近零排放对全球气候治理具有重大意义。该文在分析氨作为未来绿色能源的潜力及其在内燃机中实际应用的基础上,从氨氢内燃机的燃烧模式、氨氢燃料的燃烧化学反应动力学、氨氢燃料供给方式等方面综述了氨氢内燃机的燃烧的最新进展,对比分析了火花点燃/均质压燃/射流引燃3种燃烧模式、氨气道喷射/液氨缸内直喷2种燃料供给方式、主动射流/被动射流2种点火方式,提出并论述了基于氨在线裂解制氢实现基于单一液氨燃料油箱的氨氢融合燃烧,是内燃机实现碳中和的极具潜力的技术路线,指出了氨氢内燃机喷雾、燃烧和氮基排放控制三方面需要解决的关键技术和科学问题。研究表明:氨氢融合内燃机采用微量氢气(小于3%)引燃氨混合气,可以获得稳定燃烧和高热效率,并拓展稀然极限。氨氢融合零碳大功率内燃机作为氨燃料高效可靠的应用载体,在重型车辆、工程机械、远洋船舶、发电等多个领域具备广泛的应用潜力与价值,氨氢内燃机的研发可推动基础燃烧理论的进步,也可以促进中国内燃机产业迈上新的台阶。 展开更多
关键词 氨氢融合 零碳内燃机 燃烧模式 燃烧化学反应动力学
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