清华大学车辆学院“氨氢融合”碳中和内燃机连续取得重要进展

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2022年3月22日，清华大学车辆与运载学院先进发动机团队在氨氢发动机燃烧技术上取得新突破。利用氢气点火形成分布式燃气射流引燃氨混合气，实现了氨发动机的稳定运行，这在国际上未见报道。紧接着在3月28日，与东风商用车公司联手在其龙擎DDi13重型车发动机上实现氨/柴燃料点火成功，属国内首台氨燃料重型车用发动机。这是在2021年10月10日研究团队实现氨氢发动机点火成功后取得的*新进展，标志着车辆学院新能源内燃机研究迈入“氨=氢2.0”阶段。

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，车辆学院在2021年根据国家双碳目标及时将氨氢动力作为三个重要研发方向之一。“氨氢融合”有利于应对单一氢能利用在运输、存储、车载、安全、成本等方面的技术挑战，氨作为氢能载体的利用技术是当前和未来国际前沿科技创新。

点火能量高和燃烧速率低是氨发动机开发中的两大技术瓶颈。相比于传统碳氢燃料，氨的反应活性低、自燃温度高，其*小点火能为汽油的60倍以上，层流火焰速度约为汽油的1/5。针对氨发动机高效清洁燃烧难题，清华大学先进发动机团队提出了预混多火焰燃烧概念（MPC，multipoint premixed combustion），即使用高能射流点火代替传统火花点火，通过向主燃烧室中喷射富含氢自由基的高温燃气，形成分布式气相射流点火，制造多个点火源并引发强湍流，从而引燃主燃室中的低反应活性混合气，实现稳定可靠的点火性能并提高燃速。

“氨氢融合”无碳燃料将有力推动我国内燃机行业实现“双碳”目标，加速产业转型升级，属于动力机械领域的重大技术变革。清华大学先进发动机团队将砥砺前行，深入探索氢氨混合气燃烧机理，探寻*佳燃烧方式，突破产业化应用瓶颈，为研发“氨氢融合”碳中和专用发动机提供关键技术支撑。

传统燃料与氨燃料着火的缸内燃烧光学诊断

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