氢能航空发动机研究现状及发展制约因素 .pdfVIP

材料研究与应用2024，18（2）：299‐308http：//

MaterialsResearchandApplicationEmail：clyjyyy@

DOI：10.20038/ki.mra.2024.000214

氢能航空发动机研究现状及发展制约因素

,罗纳,李俊辰,罗奎林,张小锋

刘佳育12332*

（1.新余学院新能源科学与工程学院，江西新余338000；2.广东省科学院新材料研究所/现代材料表面工程技术国

家工程实验室/广东省现代表面工程技术重点实验室，广东广州510650；3.国营川西机器厂再制造与叶片修理中

心，四川成都611937）

摘要：为应对全球气候变暖和温室效应加剧，欧美中等多国纷纷提出各自碳中和发展战略，在航空航天、交

通运输等多个领域推动新能源技术的应用。氢能源是航空业中较为理想、可取代传统石化燃料的能源，目

前全球各大航空公司都在着手布局氢能航空体系。氢能源在航空领域的应用十分广泛，但其最重要的1个

研究方向—氢燃料航空发动机，仍处于大力发展和技术创新阶段。总结了近期氢燃料发动机在航空领域

的新发展，综述了氢燃料发动机在材料应用方面的短板和现实阻碍，具体从氢能航空发展现状、氢能航空

发动机关键技术、氢能航空发动机发展的主要制约因素3大方面进行介绍。氢燃料一直备受关注和青睐，

国外早已启动开发氢能飞机的研究项目，并在研发氢能飞机、推动氢能航空相关产业方面已取得一定实质

性进展，而我国相关研究主要集中在制氢（风能、光能等电解制氢）、储氢、供氢（氢燃料加注站）及氢燃料电

池和汽车领域。为推动氢能航空发动机的大力发展，未来必须突破氢动力推进技术、机载氢燃料存储技术

及氢燃料生产制备技术等技术壁垒，而提供飞行动力的航空发动机是其中首要核心点。尽管氢能航空的

发展前景备受瞩目，但如要大规模推行，仍面临诸多挑战。若要实现氢能航空飞机大范围应用推广，还需

在核心动力、交叉技术等方面开展更加深入的研究与开发。

关键词：氢能航空；氢能源；氢燃料发动机；研究现状；制约因素；氢涡轮发动机；E-TBCs；TGO

中图分类号：TG174.4文献标志码：A文章编号：

1673-9981（2024）02-0299-10

引文格式：刘佳育，罗纳，李俊辰，等.氢能航空发动机研究现状及发展制约因素［J］.材料研究与应用，2024，18（2）：299-308.

LIUJiayu，LUONa，LIJunchen，etal.ResearchStatusandDevelopmentConstraintsofHydrogenAeroEngines［J］.Materials

ResearchandApplication，2024，18（2）：299-308.

0引言展趋势。

氢气是最轻的气体，是一种不含碳元素和其他本文从氢能航空的发展现状方面进行阐述，首

杂质的燃料，其燃烧后的产物为水，具有绿色、低碳先介绍近期的氢能航空相关政策、战略计划和研究

等特点，因此氢气又被称为零碳清洁能源。同时，氢成果，其次介绍氢能航空发动机现有的关键技术及

气具有能量密度高（相当于航空燃油的3倍）、元素尚待突破与解决的技术壁垒，最后分析氢能航空发

储量丰富等优势，是比较理想的能够减少航空碳排展的主要制约因素。

放的可再生能源，氢燃料一直备受各国家组织、相关1氢能航空发展现状

机构和航空企业的关注和青睐。近几年，各国纷纷