探索解决重型车用氨氢 融合燃料核心科学问题

国家自然科学基金拟资助重型车辆氨氢融合零碳动力系统基础研究

 

为推动面向国家碳中和的基础研究，国家自然科学基金委员会交叉科学部拟设立“重型车辆氨氢融合零碳动力系统基础研究”专项项目，针对重型车用氨氢融合燃料及其高效近零排放的核心科学问题，开展多学科交叉研究，为我国实现重型运输装备的碳中和提供科学依据和基础支撑。

据了解，该专项项目旨在围绕氨氢融合燃料和热、电复合动力系统，探索相关化学反应动力学、流体动力学、热力学和系统动力学的协同机制，建立氨氢融合燃料复合动力系统的设计理论与方法，解决车用氨燃料点火难、燃烧慢及动态控制复杂等问题，为重型运载车辆氨氢融合燃料复合动力系统零碳排放技术创新与应用奠定基础。

其中，项目拟资助方向包括以下三个方面：

一是氨氢燃料融合、发动机燃烧、排放物生成及后处理全过程的化学反应动力学。阐明氨车载制氢、氨氢融合燃料燃烧及有害排放物（NOx、NH3等）生成与净化机理，形成新型发动机设计理论和方法。

二是氨氢融合动力系统中的多相多组分非稳态流体动力学。揭示氨氢融合燃料喷雾、相变机理以及混合流动规律，建立跨临界、多相多组分流体动力学模型，实现非稳态条件下燃料与空气混合的精确控制。

三是重型车辆氨氢融合热电复合高效动力系统的热力学和动力学及其动态控制方法。阐明多源能量在动态条件下的调配与控制机制，建立车用高效氨氢多源复合动力系统设计理论与协同控制方法。

据了解，该专项项目资助期限为5年，拟资助1项，直接费用为1500万元。

据国际能源署预计，2040年，全球“绿氢和蓝氢”需求将达7500万吨，然而氢气储运难和安全性差等问题制约了其产业化发展。研究发现，氨作为高效储氢介质，具有高能量密度、易液化储运、安全性高和无碳排放等优势。

基于氨的上述特性，业内开始追求氨氢融合，打造氢能储运新体系。此外，国内外还开始将氨氢混烧燃料作为重要的减碳途径之一。

业内专家认为，此次国家自然科学基金委员会交叉科学部拟设立“重型车辆氨氢融合零碳动力系统基础研究”专项项目，将对推动我国氢氨融合产业发展起到积极作用。