為推動實現(xiàn)雙碳目標(biāo)，實現(xiàn)溫室氣體減排與交通運輸行業(yè)的綠色低碳發(fā)展，氫氨燃料的融合顯示出良好的前景。本項目旨在圍繞液氨儲氫在終端安全高效用氫的核心問題，探索化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、流體動力學(xué)、熱力學(xué)、燃燒學(xué)的協(xié)同耦合機制，闡明氨催化分解機理，探究自熱型氨分解制氫反應(yīng)器的緊湊結(jié)構(gòu)設(shè)計路線，形成高效氨分解制氫催化劑和自熱型反應(yīng)器的設(shè)計理論和方法，為實現(xiàn)以氨為安全高效液體燃料的安全低溫氨分解制氫系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1. 設(shè)計合理的Ru基催化劑制備方法，探究制備方法、金屬氧化物基底、摻雜堿金屬對催化劑的影響，實現(xiàn)400℃下的氨轉(zhuǎn)化率達80%以上；

2. 建立Ru基催化劑的分子模型，模擬催化劑在低溫條件下的反應(yīng)過程并計算中間步驟的反應(yīng)勢壘，導(dǎo)出反應(yīng)的速控步驟；

3. 設(shè)計出安全且高效的氨氫雙燃料燃燒室結(jié)構(gòu)，對燃燒過程進行反應(yīng)動力學(xué)模擬，研究燃燒機理及相關(guān)熱力學(xué)特性，優(yōu)選最佳的燃氣比例以提高燃燒效率；

4. 建立關(guān)鍵部件的三維模型，搭建關(guān)鍵傳熱部件簡化仿真模型，研究系統(tǒng)中各部件之間的換熱過程與反應(yīng)過程，實現(xiàn)反應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)氫率每小時十標(biāo)方的指標(biāo)。

1. 已開發(fā)Na改性的Ru/Al₂O₃催化劑，在400℃下的氨轉(zhuǎn)化率達82.3%，并對催化劑樣品進行了理化特性表征，獲取了相關(guān)的形貌特征和物種特性；

2. 對開發(fā)的Ru/Al₂O₃催化劑建立了分子模型，計算了中間步驟的反應(yīng)勢壘，得到NH₃的第一步脫氫是Ru/Al₂O₃催化劑的速控步驟；

3. 已建立合理的燃燒器模型并與反應(yīng)器結(jié)構(gòu)進行合并，基于ANSYS Chemkin與ANSYS Fluent對燃燒過程進行了模擬；

4. 已完成關(guān)鍵傳熱部件仿真模型的搭建，并基于ANSYS Fluent得到系統(tǒng)溫度、氣體流速、壓力、組分分布等仿真云圖，滿足每小時十標(biāo)方的產(chǎn)氫率指標(biāo)。