康明斯及其合作伙伴通过 Brunel 项目推出氢内燃机创新技术

先进的合作带来氢内燃机的突破

康明斯与庄信万丰、PHINIA 和 Zircotec 等拥有先进技术的公司合作，成功完成了 Brunel 项目，展示了商用车氢能创新的重大突破。该项目最终开发了 6.7 升氢内燃机 （H2-ICE），适用于中型卡车、公共汽车等。这一里程碑得到了英国政府的支持并得到了英国先进推进中心 （APC） 的推动，突显了零碳氢燃料在解决性能、耐用性和排放挑战的同时重塑未来交通的潜力。

通过使用康明斯长耐久性的发动机平台作为基础，该联盟整合了尖端技术，使 H2-ICE 成为可行的动力总成替代方案。与欧 VI 柴油标准相比，该发动机将尾气碳排放量大幅减少了 99% 以上，并拥有超低的氮氧化物 （NOx） 排放，使其成为减少空气污染的有效工具。

氢内燃机技术如何运作？

H2-ICE 的核心工作原理与传统内燃机类似，但它不是柴油或汽油，而是使用氢燃料。发动机的复杂基础设施包括 PHINIA 开发的氢燃料喷射技术、庄信万丰设计的强大后处理催化剂系统以及 Zircotec 提供的先进氢阻隔涂层，以应对诸如在苛刻条件下确保耐用性等挑战。

H2-ICE 最有前途的方面之一是它能够无缝集成到当前的车辆平台中，而无需进行全面的设计大修。这种方法可帮助车队运营商以最小的干扰过渡到更清洁的技术，提供熟悉的传统动力系统与现代、可持续的优势。

Zircotec 等离子体应用陶瓷涂层工艺

陶瓷技术在氢阻隔涂层中的作用

对于氢内燃机 （H2-ICE），就像在 Brunel项目中开发的发动机一样，耐用性和效率至关重要。这就是陶瓷技术的用武之地，特别是通过 Zircotec 提供的氢阻隔涂层。这些涂层在使氢内燃机能够在极端条件下可靠运行方面发挥着至关重要的作用。

陶瓷涂层就像发动机部件的盾牌。它们是通过应用一层材料制成的，通常涉及高级陶瓷，这些材料可以承受高温、抵抗磨损并防止化学反应。对于氢发动机来说，风险甚至更高。与传统燃料相比，氢气燃烧得更热、更快，而且其小分子尺寸更容易渗入材料，导致所谓的“氢脆”。随着时间的推移，这会削弱发动机部件，从而可能缩短其使用寿命。

这就是 Zircotec 专业知识的用武之地。他们的氢阻隔涂层旨在通过在关键发动机部件上形成保护层来应对这些挑战。这种陶瓷基涂层可作为氢气和其他燃烧腐蚀性副产物的屏障，确保底层材料的安全。它确保燃烧室和排气系统等关键部件在 H2-ICE 的强烈工作条件下不会降解或翘曲。

好处？首先，这些涂料有助于延长发动机部件的使用寿命，这在运输和建筑等行业非常重要，因为在这些行业中，车辆和设备的使用寿命预计为数年，有时甚至数十年。其次，它们通过保护部件免受热量损失来提高发动机的热效率。这种更高的效率转化为更好的能源使用，并最终降低车队运营商的运营成本。最后，由于这些涂料提高了耐用性，它们通过降低磨损问题阻碍采用的可能性，使 H2-ICE 技术更加可行。

如果没有这些保护层，氢内燃机的实际使用将面临重大障碍。暴露在无涂层条件下，发动机部件可能会过早失效，从而抵消成本和性能优势。Zircotec 等公司的陶瓷涂层确保氢发动机能够满足从中型运输车辆到重型农业设备等苛刻应用的预期可靠性标准。

这项技术展示了尖端材料科学如何悄悄地为清洁能源解决方案铺平道路。这是一个很好的例子，说明跨学科和跨行业的合作（正如我们在 Brunel项目中看到的那样）如何以实用、创新的答案来应对脱碳挑战。

康明斯通过新开发项目扩大氢能承诺

Brunel 项目的完成并不是康明斯进军氢能领域的唯一一次尝试。该公司正在采取大胆的举措来加强其氢能能力。例如，康明斯目前正在开发一款 15 升氢内燃机，用于建筑和农业设备等重型应用。此前，公司已投资超过 1300 万英镑，在达林顿园区新建了动力总成测试设施，该设施支持柴油、氢气、天然气和电池电动技术的高级测试。

康明斯还活跃于全球;最近的新闻中，通过其 Accelera 部门与 GAIL 签署了一份谅解备忘录，以在氢气生产、混合、运输和储存方面进行合作。该合作伙伴关系旨在通过扩大氢能和清洁能源基础设施来加速印度向可持续能源的过渡

为什么氢气对运输很重要

考虑到车辆的重量及其扩展的运营需求，重型运输和长途旅行是最难脱碳的行业。虽然电池电动汽车 （BEV） 为轻型和短距离应用提供了强大的解决方案，但由于充电时间限制和电池重量限制，它们可能并不适合所有人。

氢内燃技术通过应对这些挑战开辟了一个新市场。氢燃料是一种能量密集、更轻的电池系统替代品，它可以提供货运、公共交通、建筑和农业等行业所需的续航里程和可靠性。此外，H2-ICE 利用现有的内燃框架，与一些替代的清洁能源方法相比，实施成本更低、速度更快。

时间表和市场影响

目前，在Brunel 项目下开发的 6.7 升发动机的可扩展设计为它在各个领域的采用铺平了道路。虽然这款中型发动机已准备好满足不久的未来需求，但正在开发的重型 15 升车型将在未来几年内进行商业部署，这反映了康明斯致力于促进氢能生态系统的发展。

英国政府的参与，包括商业和贸易部通过 APC 提供的投资支持，加强了他们对氢作为关键脱碳战略的押注。然而，更广泛的市场采用取决于调整国际监管政策以鼓励对氢能兼容汽车的投资。

我们现在如何使用这项技术？

H2-ICE 的美妙之处在于它的多功能性以及它如何利用我们现有的汽车基础设施。目前，车队运营商可以与制造商合作，探索氢能技术在公共交通和配送运营中的中型应用。对于空气质量差的城市来说，将公交车过渡到 H2-ICE 将对减少排放产生真实、可衡量的影响，而无需等待全新的车型推出。

展望未来，随着这项技术的重型版本的成熟，依赖强大机械的行业（如农业和建筑业）将有更环保的选择来保持生产力。将 H2-ICE 整合到这些领域也将有助于为氢燃料基础设施造势，这仍然是氢经济成功的关键推动因素。

翻译人：高丰言

来源：https://www.hydrogenfuelnews.com/cummins-and-partners-innovation/8569990/