国际权威学术期刊《德国应用化学》近期刊载了一项创新研究,该研究提出了一种全新的氨气动力发动机概念,旨在克服传统氨气燃烧的局限性,同时保持其零碳排放的优势。
研究团队摒弃了直接燃烧氨气的传统方法,而是巧妙地引入甲烷作为中介,通过甲烷燃烧与尾气原位处理的结合,间接实现了氨气的清洁燃烧。这一方法不仅保留了氨气的环保特性,还有效避免了氨气燃烧可能带来的问题。
为实现这一创新构想,研究团队精心设计了两种截然不同的反应路径:“空间解耦”与“空间耦合”。在“空间解耦”路径中,氨气首先通过负载型钌团簇催化剂的作用,完全裂解为氮气和氢气。随后,这些氢气与尾气中的二氧化碳在负载型镍基催化剂的催化下,高效转化为甲烷,二氧化碳的转化率高达97.4%,甲烷的选择性也接近完美。
相比之下,“空间耦合”路径则更为直接,它将氨气和尾气中的二氧化碳同时引入反应体系,直接反应生成氮气、甲烷和水。这一过程中,氨和二氧化碳的转化率分别达到80.1%和49.3%,展现了该路径的可行性和效率。
这两种路径的共同之处在于,它们都实现了氨气与氧气的非直接接触反应,从而有效防止了氮气的过度氧化,避免了氮氧化物的生成。这一创新设计不仅为氨气动力发动机的研发提供了新的思路,也为传统甲烷燃料发动机的改造升级提供了可能。
研究团队还通过详细的实验数据和理论分析,验证了这一创新构想的有效性和可行性。他们相信,随着研究的深入和技术的完善,这一创新成果有望在未来为清洁能源领域带来革命性的变化。
这一研究成果的发布,标志着氨气动力发动机技术迈出了重要的一步,也为全球能源转型和碳中和目标的实现提供了新的动力。