氫氧發動機又稱氫氧燃料電池發動機,是以氫氣、氧氣為燃料,在發動機內部進行氧化還原反應,產生電能和水,從而產生動力驅動機械裝置的設備。氫氧發動機由吹除與預冷系統、起動系統、推進劑輸送系統、推進劑調節及利用系統等組成。
氫氣是氫氧發動機的主要燃料,其通常通過電解水、化石燃料重整等方式得到。得益于制氫技術發展,我國氫氣生產規模不斷擴大,利于氫氧發動機產業發展,具體來看,目前我國氫氣產量約占全球的三分之一,是全球第一大氫氣生產國,2023年氫氣產量達3570萬噸。氧氣是氫氧發動機的氧化劑,可從空氣中提取,在發動機內部與氫氣進行氧化還原反應。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年氫氧發動機(氫氧燃料電池發動機)市場發展前景分析及供需格局研究預測報告》顯示,氫氧發動機具有零排放、比沖量大、能源轉換效率高、能量密度高等特點,零排放是氫氧發動機主要特點之一,氫氧發動機氧化還原反應的產物是水,其應用有助于減少溫室氣體、污染物的排放。氫氧發動機適用于需長時間驅動或高能量密度應用的領域,在航天航空、汽車、船舶、儲能等領域應用前景廣闊。
氫氧發動機行業進入壁壘高,主要體現在技術難度、資金投入、人才儲備等方面。氫氧發動機的研制和改進是各國航天技術發展的必經之路,其中美國、中國、日本等國家在該領域處于領先水平,相關企業包括美國波音公司、洛克達因公司、日本三菱重工、中國航天科技集團等。從國內來看,中國航天科技集團及其下屬單位是我國氫氧發動機研制主力軍。
近幾年,我國在氫氧發動機領域取得的主要成果及進展有,2021年3月中國航天一院211廠研制出國內首個直徑2.5米級重型氫氧發動機噴管,2022年9月中國航天六院25噸級閉式膨脹循環氫氧發動機整機熱試車圓滿成功,2024年3月長征八號團隊成功實現氫氧末級發動機的全系統試車,2024年5月中國航天六院101所實現500噸級垂直雙工位液體火箭發動機試驗臺考臺點火試驗。
新思界
行業分析人士表示,近年來,我國在氫氧發動機領域取得了顯著進展,關鍵技術實現了全面國產化,為我國航天事業的發展提供了強大動力保障。作為清潔能源技術,氫氧發動機在航天航空、汽車、船舶等領域應用前景廣闊,但目前來看,受高研發壁壘限制,氫氧發動機應用多集中在航天領域,其他領域應用尚不具備成熟條件。