无压缩机氢气燃气轮机运行时间创纪录并首次实现发电

KIT研究人员超越NASA，在迈向二氧化碳中和能源系统方面取得技术突破。

氢能绿色发电取得突破：卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员使用一种新型无压缩机燃气轮机创造了运行时间纪录。采用革命性增压燃烧技术的燃烧器连续运行了303秒。这一成果不仅超过了NASA此前250秒的纪录，也为氢能在能源供应中的应用树立了新标杆。与天然气不同，氢气可通过可再生能源制取。今年早些时候，研究团队首次成功实现了在无机械压缩机条件下，利用氢气燃气轮机发电。研究人员将于2026年4月20日至24日在汉诺威工业博览会上展示该燃气轮机。

此前的测试运行时间仅为几分之一秒，否则燃烧室会因过热而熔化。如今，KIT团队已将运行时间延长至5分钟以上。热能工程与安全研究所（ITES）所长Daniel Banuti教授表示：“这是迈向高效率、高灵活性氢能、实现无化石能源体系的重要一步。”该技术的主要优势在于点火前无需对空气进行压缩。“传统燃气轮机，例如用于发电厂或飞机机翼下的机型，大约会消耗50%的功率用于将空气压缩至高压，以实现高效燃烧，而这些功率就无法用于发电，”Banuti解释道。

这种无压缩机燃气轮机基于增压燃烧原理。与传统燃气轮机需要将约一半输出功率用于空气压缩不同，该系统通过燃烧室内的爆轰波来产生所需的高压。这些波动源于流体力学不稳定性，即流动中的波纹与涡旋结构，整个过程完全不依赖机械压缩机。这不仅节省能量，还减少了运动部件数量，并提高了整体效率。

该技术并不限于氢气，但氢气尤为适合，因为其反应速度极快，能够实现稳定的压力提升。这为发电领域以及长期来看在航空领域应用更轻量、更具成本优势、且效率极高的燃气轮机打开了大门。

将燃气轮机与燃烧室耦合，并最终实现发电，本身就是另一项技术挑战。“这极其困难，因为燃烧室内极其快速且剧烈的燃烧过程，使得能量稳定传递至燃气轮机变得非常具有挑战性。我们是全球首个成功运行此类燃气轮机并实现发电的团队，”Banuti表示。

2026年汉诺威工业博览会展示研究人员将于2026年4月20日至24日在汉诺威工业博览会上展示这项创新型燃气轮机，展位位于11号馆B06号KIT展台。

（素材来自：KIT 全球氢能网、新能源网综合）