【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)的無壓縮機燃氣輪機，創(chuàng)下303秒的運行時長紀(jì)錄，超越了美國國家航空航天局（NASA）同類技術(shù)250秒的運行時長。研究人員還通過這臺以氫氣為動力的渦輪機實現(xiàn)了發(fā)電，為未來研發(fā)更環(huán)保的能源形式奠定基礎(chǔ)。

　　在應(yīng)對氣候變化的行動中，替代化石燃料是關(guān)鍵舉措。化石燃料的持續(xù)燃燒會向大氣中排放更多碳物質(zhì)，加劇全球變暖趨勢。太陽能與風(fēng)能發(fā)電裝置雖可實現(xiàn)發(fā)電，但無法產(chǎn)生驅(qū)動長途海運及航空運輸所需的動力。

　　科研人員持續(xù)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(xù)制備的氫氣正逐步擴大應(yīng)用規(guī)模，用于燃氣輪機與噴氣發(fā)動機。但此類發(fā)動機的效率不足問題已無法被忽視，其動力損耗率達到50%。

　　傳統(tǒng)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)生動力。該運行過程需要渦輪機持續(xù)吸入空氣，對空氣進行壓縮處理，再將壓縮空氣與燃料混合并完成燃燒。該過程本身會消耗動力。

　　卡爾斯魯厄理工學(xué)院熱能技術(shù)與安全研究所（ITES）所長丹尼爾·巴努蒂在新聞發(fā)布會中表示，應(yīng)用于發(fā)電廠或航空器的傳統(tǒng)燃氣輪機，需消耗自身約50%的動力，將空氣壓縮至高效燃燒所需的高壓標(biāo)準(zhǔn)，這部分動力無法用于發(fā)電。基于此，科研人員持續(xù)探索無需空氣壓縮、可提升發(fā)電量的替代技術(shù)方案。

　　壓力增益燃燒技術(shù)通過燃燒室內(nèi)的爆震波生成高壓，該系統(tǒng)無需配備機械壓縮機，運動部件數(shù)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壓縮機燃氣輪機已開展數(shù)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間。在最新測試中，研究人員實現(xiàn)渦輪機連續(xù)運行超5分鐘，精準(zhǔn)運行時長為303秒。

　　該成果打破了NASA無壓縮機燃氣輪機250秒的連續(xù)運行紀(jì)錄。研究團隊在實驗中采用氫氣作為燃料，該渦輪機可適配各類氣體燃料。

　　研究團隊選擇氫氣作為燃料，原因在于氫氣反應(yīng)速率快，可實現(xiàn)更穩(wěn)定的壓力提升。更重要的是，氫氣可通過可再生能源制備，長期使用具備更高的可持續(xù)性。研究人員首次成功完成渦輪機直接發(fā)電實驗。

　　巴努蒂在新聞發(fā)布會中補充，該實驗難度極高，燃燒室內(nèi)快速且劇烈的燃燒反應(yīng)，會大幅增加能量向渦輪機穩(wěn)定傳輸?shù)碾y度。

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

　　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)博覽會上，展示該款無壓縮機燃氣輪機。