周三下午，馬格德堡大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)。它沒有排氣管，沒有黑煙，只有水蒸氣緩緩排出。赫爾曼·羅滕格魯伯的團(tuán)隊(duì)剛剛完成了一項(xiàng)測試——一臺(tái)理論效率超過60%的氫發(fā)動(dòng)機(jī)，比現(xiàn)代柴油機(jī)的50%上限高出整整10個(gè)百分點(diǎn)。

這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心是一個(gè)聽起來陌生的概念：氬氣動(dòng)力循環(huán)（APC）。2022年，WTZ Ro?lau的研究人員首次驗(yàn)證了這一概念。如今，羅滕格魯伯的團(tuán)隊(duì)將其推向了更接近現(xiàn)實(shí)的階段。氬氣替代了空氣中的氮?dú)猓瑥母旧舷说趸锏纳?。氫氣和氧氣被注入這個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，燃燒產(chǎn)物只有水。

傳統(tǒng)柴油機(jī)的污染來自兩個(gè)環(huán)節(jié)：氮?dú)庠诟邷叵罗D(zhuǎn)化為氮氧化物，碳與氧反應(yīng)生成二氧化碳。每加侖柴油燃燒產(chǎn)生約22磅二氧化碳。氬氣動(dòng)力循環(huán)同時(shí)解決了這兩個(gè)問題——沒有氮?dú)?，就沒有氮氧化物；氫燃料不含碳，就沒有二氧化碳。

經(jīng)濟(jì)性是另一個(gè)關(guān)鍵賣點(diǎn)。大部分氬氣混合氣體留在封閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用，無需昂貴的外部尾氣處理裝置。羅滕格魯伯的評(píng)估顯示，這種設(shè)計(jì)在實(shí)際場景中更具成本優(yōu)勢。

但距離真正投入使用，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)還有一道坎沒跨過去。目前的氫氣噴射量受限，功率密度達(dá)不到工業(yè)級(jí)應(yīng)用的要求。羅滕格魯伯本人也指出了這一瓶頸。

氫能源的悖論同樣懸在頭頂：現(xiàn)階段制氫過程的碳排放，幾乎抵消了使用環(huán)節(jié)的減排收益。一臺(tái)效率突破60%的氫發(fā)動(dòng)機(jī)，可能是打破這個(gè)僵局的關(guān)鍵——只有當(dāng)全生命周期的能耗足夠低，氫燃料才能真正改善碳足跡。

全球2050年凈零排放的目標(biāo)正在倒逼技術(shù)迭代。海上風(fēng)電已經(jīng)證明可以同時(shí)造福電網(wǎng)和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)，氫發(fā)動(dòng)機(jī)則是下一個(gè)被押注的方向。羅滕格魯伯的團(tuán)隊(duì)沒有給出商業(yè)化時(shí)間表，但他們已經(jīng)證明：零排放與高功率密度，理論上可以共存于同一臺(tái)機(jī)器。