近日，西安交通大学能源与动力工程学院、绿色氢电全国重点实验室黄佐华、王金华教授、张猛副教授研究团队在能源与燃烧领域国际顶级期刊Progress in Energy and Combustion Science发表题为“Flame stabilization and emission characteristics of ammonia combustion in model gas turbine combustors: Recent progress and prospects”（燃气轮机燃烧室氨燃烧的火焰稳定与排放特性：最新进展与展望）综述论文。西安交大为第一单位，第一作者为张猛副教授，通讯作者为能动学院、绿色氢电全国重点实验室黄佐华、王金华教授，论文合作者还包括能动学院卫旭涛助理教授、日本京都大学安振华博士、日本九州大学Ekenechukwu C. Okafor副教授、沙特阿卜杜拉国王科技大学Thibault F. Guiberti助理教授。
Progress in Energy and Combustion Science 创刊于1974年，以编辑邀稿的形式收录能源、燃烧科学领域最新前沿专题的综述类论文。该期刊在机械工程（180个期刊）和热力学（76个期刊）两个领域中均排名第一，2024年影响影子为32.0（数据来源：Journal Citation Reports 2024），每年发文量仅30~50篇。
论文封面及作者单位信息
碳中和是全球能源动力领域转型的战略方向，化石燃料燃烧仍然为主要的CO2排放源，迫切需要构建低碳/零碳新型能源体系。氨不含碳，是一种良好的氢载体，具有非常好的燃料特性且易储存，因此被认为是实现绿色经济极具潜力的零碳燃料。通过可再生能源制取绿氨至发电、动力等应用端燃烧利用可以实现全生命周期的零碳，实现CO2有效控制和低碳可持续发展，符合新质生产力的目标。
由于二战时期能源安全问题，早在上世纪就有过将氨作为燃料的研究热潮。早期尝试证明氨燃气轮机不仅点火困难而且表现出极低的燃烧效率，且稳定运行的范围非常狭窄。近年来由于气候变化问题重新将零碳燃料利用推向研究热点。近10年来国内外虽然针对氨在燃机方面已开展了大量研究，但仍然存在由于燃烧慢引起的高效稳定燃烧以及燃烧强化、燃料型NOx排放控制两个方面主要问题。目前虽然已有大量基础研究工作，然而有效的燃烧组织、燃烧强化、NOx控制策略并不明晰。本综述论文在团队氨燃烧系统研究工作基础上，对国内外本领域研究工作进行全面总结梳理，阐明了氨燃烧稳定本质机理，系统阐述了氨燃烧强化方法以及应用于燃机的可能性，从NOx生成路径以及燃烧组织方面论述了面向燃机的NOx控制策略，阐明了基础燃烧、实验室旋流燃烧和燃机燃烧室关联性，最后提出了未来氨燃料燃机研究领域的基础研究方向、研究方法拓展，以及未来潜在的燃烧技术。本综述论文可以为未来提供研究方向参考，为发展燃机技术提供理论支撑。
零碳燃料氨应用技术路线图
面向燃机的氨燃烧研究路线图
论文第一作者张猛副教授研究方向为面向动力装备、工业过程的零碳燃料利用。在燃气轮机气/液氨旋流高效低氮燃烧、工业过程大尺度氨燃烧控制以及氨燃烧关键污染物监测等方面开展了系统深入研究。研究成果在燃烧领域两刊Combustion and Flame、Proceedings of the Combustion Institute以及能源领域等期刊上发表系列论文。本研究得到了国家自然科学基金的支持。
黄佐华、王金华教授团队科研主要面向航空航天、燃气轮机及内燃动力装置中的燃烧基础理论和关键技术。研究面向能源结构化调整，服务新型能源循环经济、双碳目标等国家战略，响应国家和社会发展的重大需求。包含燃料化学反应动力学以及燃料物性调控、液态燃料雾化蒸发过程以及燃烧控制和强化、层流/湍流火焰动力学、氢氨燃料改性以及面向装备的氢氨高效低氮利用技术。团队先后获得国家自然科学奖二等奖1项、教育部高等学校科学技术奖一等奖1项、陕西省科学技术奖一等奖2项。团队成员主持973课题3项、国家自然科学基金重大研究计划重点项目1项、自然科学基金重点项目4项、两机专项课题3项等多项重点重大项目。
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360128524000510
黄佐华教授团队主页：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/zhhuang
王金华教授个人主页：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/jinhuawang
张猛副教授个人主页：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/mengzhang
