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(chéng)反(fǎn)应(yīng)器(qì)（IAC）”完(wán)美(měi)破(pò)局(jú)：

速(sù)度(dù)革(gé)命(mìng)：1.1米(mǐ)反(fǎn)应(yīng)器(qì)内(nèi)，氨(ān)在(zài)656°C下(xià)仅(jǐn)需(xū)2.94秒(miǎo)即(jí)可(kě)100%分(fēn)解(jiě)为(wèi)氢(qīng)气(qì)和(hé)氮(dàn)气(qì)，裂(liè)解(jiě)速(sù)度(dù)较(jiào)传(chuán)统(tǒng)方(fāng)案(àn)提(tí)升(shēng)35%；

空(kōng)间(jiān)魔(mó)法(fǎ)：将(jiāng)裂(liè)解(jiě)器(qì)、燃(rán)烧(shāo)室(shì)、换(huàn)热(rè)器(qì)集成(chéng)，体(tǐ)积(jī)缩(suō)减(jiǎn)42%，破(pò)解(jiě)船(chuán)舶(bó)动(dòng)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(shì)到(dào)江(jiāng)海(hǎi)：全电(diàn)动(dòng)船(chuán)舶(bó)系(xì)统(tǒng)实(shí)测(cè)亮(liàng)眼(yǎn)

团(tuán)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(dòng)力(lì)：系(xì)统(tǒng)额(é)定功率96千瓦，超载至110%负(fù)荷(hé)时(shí)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(diàn)池(chí)过(guò)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(zhuāng)箱(xiāng)船(chuán)应用可实现全生命周期碳中(zhōng)和(hé)；

能(néng)源(yuán)链(liàn)革(gé)新(xīn)：结(jié)合(hé)风(fēng)电(diàn)/光(guāng)伏(fú)制(zhì)“绿(lǜ)氨(ān)”，构(gòu)建(jiàn)“可(kě)再(zài)生(shēng)能(néng)源(yuán)-绿(lǜ)氨(ān)-船(chuán)舶(bó)动(dòng)力(lì)”闭(bì)环(huán)，破(pò)解(jiě)远(yuǎn)洋(yáng)航(háng)运(yùn)脱(tuō)碳(tàn)难(nán)题(tí)。

四(sì)、驶(shǐ)向(xiàng)深(shēn)蓝(lán)：中(zhōng)国(guó)技(jì)术(shù)领(lǐng)跑(pǎo)全球(qiú)竞(jìng)赛(sài)

当(dāng)前(qián)，日(rì)本(běn)研(yán)发(fā)的(de)氨(ān)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(běn)系(xì)统(tǒng)可(kě)超(chāo)额(é)达(dá)标(biāo)；

国(guó)际(jì)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(lún)，这(zhè)场(chǎng)由(yóu)氨(ān)燃(rán)料(liào)电(diàn)池(chí)驱(qū)动(dòng)的(de)绿(lǜ)色(sè)革(gé)命(mìng)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。”