导语

在全球航运业加速脱碳的背景下，上海交通大学联合伦敦大学学院的研究团队取得重大突破——全球首款基于氨燃料的固体氧化物燃料电池（SOFC）船舶动力系统成功通过实验验证。这项技术不仅实现了传统燃料动力系统效率的飞跃，更以“零碳排放、零硫氧化物、接近静音”的颠覆性表现，为航运业碳中和目标提供了中国方案。

一、破解绿色燃料难题：氨能高效裂解是关键

航运业占全球碳排放的3%，国际海事组织（IMO）要求2050年实现净零排放。氢能虽清洁，但存储运输成本高；氨（NH3）作为氢的“液态载体”，因易液化、安全性高被寄予厚望。但氨裂解制氢需高温且速度慢，成为技术瓶颈。

研究团队设计的“肋片式催化燃烧集成反应器（IAC）”完美破局：

速度革命：1.1米反应器内，氨在656°C下仅需2.94秒即可100%分解为氢气和氮气，裂解速度较传统方案提升35%；

空间魔法：将裂解器、燃烧室、换热器集成，体积缩减42%，破解船舶动力舱空间限制；

效率跃升：系统电效率达60.13%，远超现有船舶柴油机（约50%）和常规燃料电池系统（52.1%）。

二、从实验室到江海：全电动船舶系统实测亮眼

团队以某内河观光船（载客100人，航速14公里/小时）为原型，搭建2千瓦实验平台验证系统可靠性：

全能动力：系统额定功率96千瓦，超载至110%负荷时仍保持61.73%效率，满足船舶加速、逆风浪等复杂工况需求；

近零排放：尾气中CO₂、NO、SO₂浓度趋近于零，噪音仅58.6分贝（相当于办公室环境）；

智能调控：通过调节氨氧比（A/O）和废气循环率（CR），系统可在20%-110%功率区间高效运行，避免燃料电池过热风险。

三、改写航运能源版图的技术底气

该技术已展现三大颠覆性潜力：

经济性破冰：氨作为大宗化工品，全球年产量超2亿吨，基础设施成熟，成本仅为液态氢的1/5；

场景全覆盖：实验证明系统适配渡轮、货船、邮轮等船型，韩国研究团队推算，氨燃料电池系统在2500标箱支线集装箱船应用可实现全生命周期碳中和；

能源链革新：结合风电/光伏制“绿氨”，构建“可再生能源-绿氨-船舶动力”闭环，破解远洋航运脱碳难题。

四、驶向深蓝：中国技术领跑全球竞赛

当前，日本研发的氨燃料发动机船舶计划2026年商运，挪威氨燃料电池渡轮项目已启动。而中国团队的技术突破直指行业痛点：

欧盟“FuelEU Maritime”法规要求2030年船舶使用绿能占比6%，本系统可超额达标；

国际能源署（IEA）预测，2060年全球60%新造船需采用氨/氢动力，该技术已抢占先机。

研究负责人吕晓晶教授表示：“团队正与国内船企合作开发百千瓦级船用系统，预计2028年实现商业化应用。”

结语

从长江观光船到远洋巨轮，这场由氨燃料电池驱动的绿色革命正拉开帷幕。当零碳船舶划破碧波时，中国创新技术已为其写下第一笔注脚。正如论文所述：“这项研究不仅关乎航运减排，更是人类与海洋和解的关键一步。”

来源: FIE能源前沿期刊