NEEC
Non-Equilibrium Energy Conversion Research Group

Directions

研究方向

围绕极限燃烧、等离子体能源转化与光纤光谱诊断三大方向开展研究。

01

极限燃烧技术

超临界燃烧实验与计算、锂电池热失控机理。
02

等离子体能源转化技术

等离子体助燃、等离子体催化合成。
03

光纤光谱诊断技术

发动机与电池动力参数的原位诊断。

Direction 01 · 张欣 / 刘博文 / 薄瑞

极限燃烧技术

面向超临界与近临界极端条件，开展碳氢燃料、含氧燃料及氢氨燃料的氧化实验与真实流体计算，揭示高压下反应路径、点火与火焰结构演化规律，并发展适用于超临界条件的详细化学动力学与输运模型。

同时围绕锂电池热失控机理，结合电解液氧化动力学与热/气体演化分析，为高安全储能系统提供基础数据支撑。

超临界压力射流搅拌反应器实验平台
超临界维里状态方程仿真平台
超临界维里状态方程仿真平台

相关文献

  • X. Zhang, H. Zhao, A physics-driven statistical mechanics framework for many-body thermodynamic and transport property computation, Combust. Flame 287 (2026) 114917.
  • B. Liu, R. Bo, H. Zhao, Kinetic study of ozone-sensitized low-and high-temperature oxidation of dimethyl carbonate, Proc. Combust. Inst. 41 (2025) 105788.
  • B. Liu, Y. Guo, R. Bo, S. Guo, H. Zhao, Kinetic studies of the mutual oxidation of dimethyl carbonate and ethylene in a jet stirred reactor, Combust. Flame 283 (2026) 114556.
  • H. Zhao et al., Studies of low and intermediate temperature oxidation of propane up to 100 atm in a supercritical-pressure jet-stirred reactor, Proc. Combust. Inst. 39 (2023) 2715-2723.

Direction 02 · 刘博文 / 赵朗添 / 刘瑞阳

等离子体能源转化技术

利用纳秒脉冲放电与非平衡等离子体，研究等离子体助燃对含氨混合气点火、火焰稳定与熄灭边界的强化机制；并结合分子束质谱等原位诊断，揭示等离子体催化合成氨等过程中的关键中间体与反应通道。

方向亦覆盖分布式电场固氮、低温常压合成氨等能源转化路径。

等离子体辅助反应器
等离子体辅助反应器与脉冲加热平台
分子束质谱诊断系统
电子轰击分子束质谱诊断系统

相关文献

  • S. Guo, Y. Wang, Y. Guo, B. R. Goldsmith, H. Zhao, Nitrogen fixation in a non-equilibrium spatially distributed electric field, Nat. Commun. 17 (2026) 3680.
  • B. Liu et al., Ignition characteristics of flowing ammonia-containing mixtures with nanosecond pulsed discharges, Fuel 407 (2026) 137369.
  • B. Liu et al., Extinction characteristics of laminar bluff body flames in a transverse direct current electric field, Combust. Flame 284 (2026) 114665.
  • H. Zhao et al., In situ identification of NNH and N2H2 by using molecular-beam mass spectrometry in plasma-assisted catalysis for NH3 synthesis, ACS Energy Lett. 7 (2022) 53–58.

Direction 03 · 李骏博 / 施锋 / 郭云天

光纤光谱诊断技术

发展全光纤探针与光热干涉等光谱诊断方法，面向航空发动机状态原位感知与高温测温，实现动力参数的原位、抗干扰测量。

同步拓展至商用锂/钠离子电池的温度与析氢等动力参数原位监测，服务储能安全与先进动力系统。

全光纤光热干涉探针
全光纤光热干涉与传感诊断相关平台
激光吸收光谱系统
激光吸收光谱等光谱诊断系统

相关文献

  • Y. Wang et al., Operando observing hydrogen evolution in commercial lithium-ion batteries, Energy Environ. Sci. 18 (2025) 8756-8767.
  • Y. Wang et al., Operando monitoring and prediction of temperature in commercial sodium-ion batteries via optical fiber sensors, Int. J. Electr. Power Energy Syst. 170 (2025) 110893.

Projects

主持项目

主要项目

  • ZF · 慧眼行动项目 基于全光纤探针的航空发动机状态原位感知研究 · 负责人：赵皓 · 在研（2026.03–2028.02）
  • 国家自然科学基金 · 面上项目 超临界甲烷燃烧反应动力学机理研究 · 负责人：赵皓 · 在研（2026.01–2029.12）
  • JKW · 领域基金 面向航空发动机原位感知的全光纤探针高温测温技术研究 · 负责人：赵皓 · 在研（2026–2028）
  • 中国科学院空间科学与应用总体部 · 科学实验和技术试验培育项目 击穿与非击穿电场影响下的近极限点火与稳燃机制研究 · 负责人：赵皓 · 在研（2026.01–2026.12）
  • 国家自然科学基金 · 国际合作研究项目（中俄） 氢氨燃料的超临界燃烧化学动力学机理研究 · 负责人：赵皓 · 在研（2024.01–2026.12）
  • 科技部 · 政府间国际科技创新合作重点专项（中美） 基于等离子体纳秒脉冲放电技术的低温常压合成氨技术研究 · 负责人：赵皓 · 在研（2023.11–2026.10）
  • 教育部 · 装备预研教育部联合基金（青年人才） 面向空天极端环境的碳氢燃料超临界燃烧机理研究 · 负责人：赵皓 · 结题（2023.01–2024.12）
  • 国家自然科学基金 · 优秀青年科学基金项目（海外） 燃烧反应动力学 · 负责人：赵皓 · 结题（2022.01–2024.12） · 300万

其他项目

承担国家电网、国电投、中石油、航发集团、航天科工等企业合作项目10余项。