8月5日消息,卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)热能技术与安全研究所(ITES)的研究团队成功使用氢气旋转爆震涡轮机持续发电超过5分钟,这是该技术从实验室概念验证迈向工程应用的重要突破。相关成果发表于学术期刊。

该氢气涡轮机的核心创新在于利用连续爆震波自行产生燃烧所需的压力,而非依赖传统燃气轮机的机械压缩机预压缩空气。在旋转爆震发动机中,燃料和氧化剂混合后沿环形燃烧室传播的超声速爆震波连续点火,热力学效率理论上显著高于等压燃烧的布雷顿循环。这意味着相同燃料输入下可输出更多电力。

此前全球范围内的爆震涡轮机实验仅能维持几分之一秒的运行时间,因为持续爆震产生的高温会迅速熔毁燃烧室。KIT团队通过新型冷却设计和耐高温材料突破了这一瓶颈,将运行时间延长到5分钟以上,首次实现了持续电力输出。该设计的一个关键优势是无需消耗能量来预压缩空气——爆震过程本身就产生了所需的压力升高。

这一技术突破对氢能发电和未来航空动力具有重大意义。在清洁能源方面,旋转爆震涡轮机可提供比传统氢气燃气轮机更高效率的发电方案,结合氢气由可再生能源制取的属性,可实现化石能源系统的全链条脱碳。KIT团队此前已成为全球首个使用氢气爆震涡轮机发电的研究团队,此次持续运行时间的突破进一步验证了该技术的工程可行性。ITES所长Daniel Banuti教授表示,这是迈向高效灵活氢能系统、实现无化石能源系统的重要一步。 (来源:ScienceDaily)