無壓縮機氫氣燃氣輪機運行時間創紀錄并首次實現發電

KIT研究人員超越NASA，在邁向二氧化碳中和能源系統方面取得技術突破。

氫能綠色發電取得突破：卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的研究人員使用一種新型無壓縮機燃氣輪機創造了運行時間紀錄。采用革命性增壓燃燒技術的燃燒器連續運行了303秒。這一成果不僅超過了NASA此前250秒的紀錄，也為氫能在能源供應中的應用樹立了新標桿。與天然氣不同，氫氣可通過可再生能源制取。今年早些時候，研究團隊首次成功實現了在無機械壓縮機條件下，利用氫氣燃氣輪機發電。研究人員將于2026年4月20日至24日在漢諾威工業博覽會上展示該燃氣輪機。

此前的測試運行時間僅為幾分之一秒，否則燃燒室會因過熱而熔化。如今，KIT團隊已將運行時間延長至5分鐘以上。熱能工程與安全研究所（ITES）所長Daniel Banuti教授表示：“這是邁向高效率、高靈活性氫能、實現無化石能源體系的重要一步?！?strong>該技術的主要優勢在于點火前無需對空氣進行壓縮。“傳統燃氣輪機，例如用于發電廠或飛機機翼下的機型，大約會消耗50%的功率用于將空氣壓縮至高壓，以實現高效燃燒，而這些功率就無法用于發電，”Banuti解釋道。

這種無壓縮機燃氣輪機基于增壓燃燒原理。與傳統燃氣輪機需要將約一半輸出功率用于空氣壓縮不同，該系統通過燃燒室內的爆轟波來產生所需的高壓。這些波動源于流體力學不穩定性，即流動中的波紋與渦旋結構，整個過程完全不依賴機械壓縮機。這不僅節省能量，還減少了運動部件數量，并提高了整體效率。

該技術并不限于氫氣，但氫氣尤為適合，因為其反應速度極快，能夠實現穩定的壓力提升。這為發電領域以及長期來看在航空領域應用更輕量、更具成本優勢、且效率極高的燃氣輪機打開了大門。

將燃氣輪機與燃燒室耦合，并最終實現發電，本身就是另一項技術挑戰。“這極其困難，因為燃燒室內極其快速且劇烈的燃燒過程，使得能量穩定傳遞至燃氣輪機變得非常具有挑戰性。我們是全球首個成功運行此類燃氣輪機并實現發電的團隊，”Banuti表示。

2026年漢諾威工業博覽會展示研究人員將于2026年4月20日至24日在漢諾威工業博覽會上展示這項創新型燃氣輪機，展位位于11號館B06號KIT展臺。

（素材來自：KIT 全球氫能網、新能源網綜合）