來自工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（CEAS）機(jī)械工程系的研究人員正在開發(fā)燃料電池混合動力發(fā)動機(jī).與當(dāng)今工業(yè)中使用的其他產(chǎn)品不同，這項(xiàng)研究得到了美國能源部高級研究計(jì)劃局能源部（ARPA-E）兩年230萬美元的新資助，該項(xiàng)研究涉及開發(fā)和測試內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的發(fā)動機(jī)，例如汽油或天然氣以及燃料電池。

該技術(shù)要設(shè)計(jì)既高效又具有較低排放的發(fā)動機(jī)。他們正在開發(fā)使用加壓固體氧化物燃料電池的混合動力系統(tǒng)，該燃料電池結(jié)合了一種新穎的雙缸內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可在兩個(gè)氣缸上運(yùn)行。

測試該技術(shù)的總體目標(biāo)是在發(fā)電和運(yùn)輸方面開發(fā)更環(huán)保的混合動力發(fā)動機(jī)應(yīng)用。

“我們的研究將整合迄今為止似乎是直接競爭對手的兩種技術(shù)：燃料電池和內(nèi)燃機(jī)。這種結(jié)合將使發(fā)電和推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)70％以上的燃料效率和電力效率，“該項(xiàng)目的首席研究員（PI）SotiriosMamalis說。“這項(xiàng)工作將系統(tǒng)地研究兩種技術(shù)之間的相互作用以及混合系統(tǒng)的能量流動。”

Mamalis教授與Co-PI的JonLongtin和BenjaminLawler一起將開發(fā)混合動力系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用一種加壓固體氧化物燃料電池，并結(jié)合一種新穎的分離式氣缸內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)。內(nèi)燃機(jī)將使用兩個(gè)氣缸作為空氣壓縮機(jī)，這將供給加壓燃料電池。其他汽缸將供應(yīng)燃料電池的“尾氣”，被高壓縮點(diǎn)燃，并在稀薄的低溫燃燒過程中燃燒，從而為系統(tǒng)產(chǎn)生額外的能量。該項(xiàng)目將與燃料電池制造商合作執(zhí)行。

“混合動力系統(tǒng)技術(shù)的這項(xiàng)開創(chuàng)性工作將提供比現(xiàn)有系統(tǒng)更高的效率和更低的排放量，從而為美國的經(jīng)濟(jì)和能源安全以及美國工業(yè)的差異化產(chǎn)品帶來直接利益，”工程學(xué)院院長FotisSotiropoulos說。

這個(gè)資助是800萬美元項(xiàng)目的一部分。擬議的項(xiàng)目分為兩個(gè)階段，每個(gè)階段持續(xù)兩年。第一階段的資助為230萬美元。

“這是過去三年我們部門頒發(fā)的第六屆ARPA-E獎，”機(jī)械工程系教授兼主席JeffGe說。“我們很榮幸能夠擁有杰出的年輕教授，如Mamalis和Lawler教授，他們在短短四年時(shí)間里從零開始建立自己的研究實(shí)驗(yàn)室，成為能源研究的主力軍，為更加綠色的世界提供動力。”

作為ARPA-E的INTEGRATE（用于提高可靠和負(fù)擔(dān)得起的熱化學(xué)發(fā)電效率的創(chuàng)新天然氣技術(shù)）計(jì)劃的一部分，StonyBrook的項(xiàng)目是開發(fā)高效率分布式生成系統(tǒng)的八個(gè)ARPA-E項(xiàng)目之一。該INTEGRATE項(xiàng)目將開發(fā)先進(jìn)的天然氣燃料，分布式發(fā)電系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換效率超過70％-提高化石燃料電廠平均公用事業(yè)規(guī)模的效率。INTEGRATE計(jì)劃旨在通過開發(fā)燃料電池和發(fā)動機(jī)混合動力系統(tǒng)概念和支持技術(shù)，以具有吸引力的成本實(shí)現(xiàn)前所未有的效率水平。這些系統(tǒng)最終可以被商業(yè)和工業(yè)終端用戶使用，包括醫(yī)院，酒店，辦公大樓，工廠等。

用于生成并入今天電網(wǎng)的電力的三分之一的主要能源來自化石燃料（例如煤炭或天然氣），平均凈交付（即包括傳輸損失）效率為34％。INTEGRATE項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)試圖構(gòu)建高度靈活、高效、分布式的能源解決方案，這可以顯著提高電網(wǎng)效率，降低成本并增加彈性。

本文摘自：燃料電池電動汽車