【学术成果】韩辉教授团队在氢安全领域相关研究取得进展

近期，我们韩辉教授团队在氢安全领域中氢气和掺氢天然气的燃爆后果及防治方法研究方面取得新进展，相关研究成果《Experimental study on combustion and explosion characteristics of hydrogen-air premixed gas in rectangular channels with large aspect ratio》和《A CO₂ application method for the explosion suppression of hydrogen-blended natural gas in utility tunnels and experiment verification》发表在《International Journal of Hydrogen Energy》，《Experimental study on the suppression effect and reusability of copper foam materials for methane/hydrogen mixture explosion》发表在《Process Safety and Environmental Protection》。发表期刊为氢能和安全领域著名期刊。论文通讯作者为韩辉教授，太阳集团网址8722为第一署名单位和唯一通讯单位。上述研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金联合基金集成项目资助。

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（1）高长径比空间氢气燃爆后果及过驱爆轰特性

研究面向高长径比受限空间内氢气燃爆后果演化问题，使用自主设计的燃爆试验管道开展氢气燃爆实验。对比分析了不同氢气体积分数下火焰加速行为和超压差异，探究了连续障碍物对爆燃转爆轰阶段的诱导作用，给出了燃爆后果和引发爆燃爆轰转捩的条件。研究深化了氢气燃爆转变的认识，为氢气燃爆后果的评估提供了参考。

气相燃爆实验系统

氢气燃爆火焰及超压特性实验

（2）多孔材料对氢气/掺氢天然气燃爆抑制效果评价

多孔材料被动抑爆涉及成本和有效性问题，未能形成控制总使用量下的优选方案。研究典型多孔材料对氢气和掺氢天然气燃爆抑制，实现用低成本抑爆材料提升抑制效果。结果表明，分散使用多孔材料可有效保护末端材料结构，实现抑爆材料的回收复用。研究为抑爆材料的选择和高效使用提供了有价值的见解。

氢气火焰的淬熄复燃及超压峰值下降率对比

掺氢天然气火焰的完全淬熄及抑制效果评估

（3）惰性气体施加方式及燃爆抑制效果评价

常规惰性气体灭火和氢气燃爆过程存在触发时间错位问题，研究设计了一种创造高浓度惰性气体作用区的燃爆事故预防和减灾方法，并以二氧化碳为例，开展了燃爆实验验证。结果表明氢气燃爆受到了显著抑制，研究设计的施加方法考虑了氢气组分和高扩散性特征，为掺氢天然气燃爆事故的抑制方法选择和减灾设计提供了新的思路。

惰性气体施加方法及燃爆火焰前锋速度对比

惰性气体对燃爆火焰的抑制作用及惰性气体施加量参考值

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.01.125

https://doi.org/10.1016/j.psep.2025.107262