氨（NH3）是极具前景的氢能载体，也是性能优良的新兴零碳燃料，氨能利用是构建低碳能源体系的重要抓手。利用氨替代传统化石燃料被认为是实现能源大规模碳减排的前瞻性技术，已被国际能源署（IEA）列为能源零排放的重要技术途径之一。同时，氨的能源转化（如氨制氢及氨燃料电池）作为新兴能源利用方式，正受到越来越广泛的关注。这些技术的发展和应用对煤电安全平稳转型、双碳目标的加速实现均具有十分重要的战略意义。
No. |
研究重点 |
已有进展 |
下一步规划 |
1 |
氨-固燃烧 |
1) 基于激光的燃烧诊断方法（LIF、LII、LE、PIV）； 2) 掺氨燃煤电站的模拟与热力学分析。 |
1、氨-固体燃料共热解机理及模型描述； 2、氨-固体燃料共燃及相互作用机理； 3、氨共燃对NOx及其它污染物的影响规律。 |
2 |
氨-气燃烧 |
1) 氨、氨-含碳气体燃烧机理与动力学； 2) 污染物的生成与调控。 |
1、氨分解、氧化机制及动力学描述； 2、氨-气共燃中NOx生成及转化机理。 |
3 |
氨能源转化 |
1) 氨催化制氢机理与调控； 2) 氨燃料电池技术经济性分析。 |
1、氨制氢高效催化剂的制备及表征； 2、氨燃料电池反应机制。 |
代表成果：
(1) Xiaobei Cheng, Yu Li, Yishu Xu*, et al. Study of effects of ammonia addition on soot formation characteristics in n-heptane co-flow laminar diffusion flames. Combustion and Flame, 2021: 111683.
(2) Yang Liu, Xiaobei Cheng*, Yu Li, Liang Qiu, Xin Wang, Yishu Xu*. Effects of ammonia addition on soot formation in ethylene laminar diffusion flames. Fuel, 2021, 292: 120416.
(3) Zhang K, Xu Y, Liu Y, et al. Effects of ammonia addition on soot formation in ethylene laminar diffusion flames. Part 2. Further insights into soot inception, growth and oxidation. Fuel, 2023, 331: 125623.
(4) Yishu Xu, Huakun Wang, Xiaowei Liu, Jingji Zhu, Jingying Xu*, Minghou Xu, Mitigating CO2 emission in pulverized coal-fired power plant via co-firing ammonia: a simulation study of flue gas streams and exergy efficiency, Energy Conversion and Management, 2022, 256:115328.
(5) Zhu J, Liu X, Xu Y, et al. Probing into Volatile Combustion Flame and Particulate Formation Behavior During the Coal and Ammonia Co-firing Process. Energy & Fuels, 2022.
(1) 涂林楠, 岳晓颖, 黄俊, 肖一杨, 徐义书(指导老师), “氢”春正好——氨便携制氢助力氢动力技术, 康明斯101创新大赛一等奖.
氨燃烧与能源化利用示意图
碳氢燃料掺烧NH3后的火焰特性及燃料转化机理