【Ziel】 Zur Erfüllung des Bedarfs an Spitzenlastregelung im Stromnetz und der kohlenstoffarmen Wasserstoffproduktion. 【Methode】 Unter Verwendung von Ammoniak als Energiespeichermedium wurde ein gekoppelte numerisches Modell für Ammoniak-Wasserstoff-Verbrennung und -Zersetzung entwickelt. Es wurden systematisch vier Brennerstrukturen (normal, porös, zweischichtig porös, gestuft) sowie der Einfluss der Eintrittsgeschwindigkeit von Ammoniak im Zersetzungsbereich auf die NOx-Emissionscharakteristik und Ammoniak-Zersetzungseffizienz untersucht. Das Modell umfasst Ni-Pt/Al_2O3-Kinetik sowie Widerstands-/Wärmeübertragungsmodelle poröser Medien und wurde anhand von Literaturexperimenten mit einem mittleren absoluten Fehler von unter 4,4 % validiert. 【Ergebnisse】 Die endotherme Ammoniakzersetzung senkte deutlich die Verbrennungstemperatur und hemmte die thermische NO-Bildung, während N_2O nur leicht zunahm (~7×10–5 %), was zu einer signifikanten Gesamtreduzierung der NOx-Emissionen führte. In allen vier Brennertypen erreichte die Ammoniakzersetzungsrate 99,99 %, allerdings variierte die Verteilung der hochzersetzungsaktiven Bereiche: Gestufte Brenner reduzierten wirksam NOx, verzögerten jedoch aufgrund der Beimischung von sekundärem kaltem Ammoniak den Zersetzungsstart; zweischichtige poröse Brenner speicherten Wärme gut, lokale hohe Temperaturen förderten jedoch die NO-Bildung; einschichtige poröse Brenner erzielten das beste Gleichgewicht zwischen NOx-Kontrolle und Zersetzungswärmebereitstellung. Weiterführende Studien zeigten, dass eine erhöhte Eintrittsgeschwindigkeit von Ammoniak im Zersetzungsbereich den endothermen Effekt verstärkte und die Verbrennungstemperatur senkte, wodurch NO stärker reduziert wurde als N_2O anstieg, was zu einer weiteren Reduzierung von NOx führte; selbst bei einer Eintrittsgeschwindigkeit von 10 m/s blieb die Ammoniakzersetzungsrate über 90 %. 【Fazit】 Die Studie enthüllt den thermo-chemischen Synergie-Mechanismus im integrierten Ammoniak-Wasserstoff-Verbrennungs-Zersetzungssystem und schlägt den einschichtigen porösen Brenner als bevorzugte Struktur für Lastregelungsszenarien auf der Erzeugerseite vor, was eine theoretische Grundlage und ingenieurtechnische Referenz für die koordinierte Auslegung von Ammoniakspeicherung, Wasserstofferzeugung und NOx-Kontrolle bietet.

Ammoniak-Wasserstoff-Energiespeicherung; Ammoniak-Wasserstoff-Verbrennung; Ammoniakzersetzung zur Wasserstoffproduktion; gekoppelte Verbrennungs-Zersetzung; NO_x-Kontrolle