近日,安徽理工大学化工与爆破学院程扬帆教授课题组与东京大学茂木·俊夫教授合作,在储氢合金粉尘气-固两相燃爆机理方面取得重要进展。研究成果以“Study on the mutual feedback effects in gas-solid two-phase combustion of TiH2 dust clouds”为题在线发表在国际著名期刊《Combustion and Flame》上。该期刊是燃烧领域国际公认的两大顶刊之一,专注于燃烧科学与火焰动力学基础理论研究。据悉,这是该期刊首次刊发以我校为第一完成单位的学术论文。
储氢合金材料目前的主要应用领域
储氢合金被誉为“会呼吸的金属”,泛指在一定温度和压力条件下,能大量可逆吸收、储存和释放H2的金属间化合物,具有储氢密度高、储运便利和可循环利用等特点,在能源电力、燃料电池、航空航天和含能材料等领域具有广阔的应用前景。TiH2是目前最常用的一类储氢合金材料,因其在生产、储存和使用过程中通常以微纳米级的尺度存在,受外界能量刺激时极易发生粉尘爆炸。研究结果表明,与传统粉尘燃爆过程中只有粉尘颗粒的单一燃烧反应不同,TiH2颗粒在燃爆过程中伴随着放氢反应以及金属颗粒/H2的混合燃爆反应。该论文系统研究了TiH2、基体金属Ti以及Ti/H2气-固两相混合物的火焰传播特性,验证了氢含量与存在形式对TiH2粉尘气-固两相燃烧反应动力学的影响,揭示了放氢反应在TiH2粉尘云燃爆过程中的协同互馈机制。研究结果对储氢合金粉尘爆炸防控具有重要的理论意义和应用价值。
储氢合金粉尘爆炸过程中的典型特征参数
论文第一作者为2022级硕士研究生李梦,通讯作者为程扬帆教授。团队负责人汪泉教授和2021级硕士研究生王瑞为课题的完成做出了重要贡献。研究工作得到了国家自然科学基金面上项目(No.12272001)、安徽省高校杰出青年基金项目(No.2023AH020026)和安徽理工大学重大项目培育专项等项目资助。此次我校硕士研究生以第一作者在国际顶级期刊发表学术论文,对提升学校知名度和学术影响力具有重要意义。