【壓縮機網(wǎng)】德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）研究人員研發(fā)的無(wú)壓縮機燃氣輪機，創(chuàng )下303秒的運行時(shí)長(cháng)紀錄，超越了美國國家航空航天局（NASA）同類(lèi)技術(shù)250秒的運行時(shí)長(cháng)。研究人員還通過(guò)這臺以氫氣為動(dòng)力的渦輪機實(shí)現了發(fā)電，為未來(lái)研發(fā)更環(huán)保的能源形式奠定基礎。

　　在應對氣候變化的行動(dòng)中，替代化石燃料是關(guān)鍵舉措?；剂系某掷m燃燒會(huì )向大氣中排放更多碳物質(zhì)，加劇全球變暖趨勢。太陽(yáng)能與風(fēng)能發(fā)電裝置雖可實(shí)現發(fā)電，但無(wú)法產(chǎn)生驅動(dòng)長(cháng)途海運及航空運輸所需的動(dòng)力。

　　科研人員持續研發(fā)可替代化石燃料的渦輪機燃料，以此降低碳排放。合成航空燃料與可持續制備的氫氣正逐步擴大應用規模，用于燃氣輪機與噴氣發(fā)動(dòng)機。但此類(lèi)發(fā)動(dòng)機的效率不足問(wèn)題已無(wú)法被忽視，其動(dòng)力損耗率達到50%。

　　傳統燃氣輪機遵循布雷頓循環(huán)工作原理，需將高壓氣體在高溫環(huán)境下燃燒以產(chǎn)生動(dòng)力。該運行過(guò)程需要渦輪機持續吸入空氣，對空氣進(jìn)行壓縮處理，再將壓縮空氣與燃料混合并完成燃燒。該過(guò)程本身會(huì )消耗動(dòng)力。

　　卡爾斯魯厄理工學(xué)院熱能技術(shù)與安全研究所（ITES）所長(cháng)丹尼爾·巴努蒂在新聞發(fā)布會(huì )中表示，應用于發(fā)電廠(chǎng)或航空器的傳統燃氣輪機，需消耗自身約50%的動(dòng)力，將空氣壓縮至高效燃燒所需的高壓標準，這部分動(dòng)力無(wú)法用于發(fā)電?；诖?，科研人員持續探索無(wú)需空氣壓縮、可提升發(fā)電量的替代技術(shù)方案。

　　壓力增益燃燒技術(shù)通過(guò)燃燒室內的爆震波生成高壓，該系統無(wú)需配備機械壓縮機，運動(dòng)部件數量更少，運行效率更高。

　　卡爾斯魯厄理工學(xué)院的研究人員針對無(wú)壓縮機燃氣輪機已開(kāi)展數年研究工作。在此前的測試中，受燃燒室熔化風(fēng)險限制，渦輪機僅能運行極短時(shí)間。在最新測試中，研究人員實(shí)現渦輪機連續運行超5分鐘，精準運行時(shí)長(cháng)為303秒。

　　該成果打破了NASA無(wú)壓縮機燃氣輪機250秒的連續運行紀錄。研究團隊在實(shí)驗中采用氫氣作為燃料，該渦輪機可適配各類(lèi)氣體燃料。

　　研究團隊選擇氫氣作為燃料，原因在于氫氣反應速率快，可實(shí)現更穩定的壓力提升。更重要的是，氫氣可通過(guò)可再生能源制備，長(cháng)期使用具備更高的可持續性。研究人員首次成功完成渦輪機直接發(fā)電實(shí)驗。

　　巴努蒂在新聞發(fā)布會(huì )中補充，該實(shí)驗難度極高，燃燒室內快速且劇烈的燃燒反應，會(huì )大幅增加能量向渦輪機穩定傳輸的難度。

　　該技術(shù)突破是構建無(wú)化石能源體系、研發(fā)高效靈活氫能利用技術(shù)的重要進(jìn)展。

　　研究人員計劃于2026年4月20日至24日舉辦的漢諾威工業(yè)博覽會(huì )上，展示該款無(wú)壓縮機燃氣輪機。