高能量密度吸熱碳氫燃料的製備及其功能實現

《高能量密度吸熱碳氫燃料的製備及其功能實現》是依託浙江大學，由方文軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高能量密度吸熱碳氫燃料的製備及其功能實現
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：方文軍
• 項目類別：面上項目

項目摘要

吸熱碳氫燃料是為高超聲速飛行器同時提供推動力和熱沉的先進高能液體推進劑，其研究具有前瞻性和戰略意義。本項目通過合成高密度高張力籠狀環烴和製備高熱穩定性燃料基液，研究高密度組分、燃料基液及添加劑包之間的相互作用與合理配伍，構築高能量密度吸熱碳氫燃料新體系；通過合成表面修飾的親油性納米粒子，製備高能量密度吸熱碳氫燃料納米流體實現傳熱強化，構築納米催化劑新體系使燃料能夠提供高的物理熱沉和合適的化學熱沉；通過添加納米燃速催化劑，保障燃燒速率和燃燒效率。採用熱化學結合譜學、量子力學等實驗與理論方法，研究高能量密度吸熱碳氫燃料製備及其吸熱和燃燒雙重功能有效實現等過程中的熱力學和動力學規律，揭示關鍵組分、冷卻功能和燃燒性能之間的理論關聯和科學問題，為推進我國新型吸熱碳氫燃料研究和套用提供重要的化學理論基礎，為航空航天事業發展作貢獻。

結題摘要

本項目圍繞高能量密度吸熱碳氫燃料的製備及其功能實現展開研究工作。吸熱碳氫燃料是為高超聲速飛行器同時提供推動力和熱沉的先進高能液體推進劑，其研究具有前瞻性和戰略意義。通過合成高密度高張力籠狀環烴和製備高熱穩定性燃料基液等，研究了高密度組分、燃料基液及添加劑包之間的相互作用與合理配伍，構築了高能量密度吸熱碳氫燃料新體系；通過合成表面修飾的親油性納米粒子，製備了高能量密度吸熱碳氫燃料納米流體，有利於傳熱強化；構築了納米催化劑新體系，使燃料能夠提供高的物理熱沉和合適的化學熱沉；通過添加納米催化劑，保障了裂解和燃燒效率。採用化學熱力學結合譜學、量子力學等實驗與理論方法，著重研究了高能量密度吸熱碳氫燃料製備及其吸熱和燃燒雙重功能有效實現過程中的重要熱力學和動力學規律，揭示了關鍵組分、冷卻功能和燃燒性能之間的理論關聯和一些科學問題。部分研究成果已經被國家科技工程某重大專項採納，為推進我國新型吸熱碳氫燃料研究、套用和航空航天事業發展作出了一定貢獻。