近日，我校化工与爆破学院程扬帆教授课题组与东京大学茂木·俊夫教授课题组合作，在储氢合金粉尘气-固两相燃爆机理方面取得重要进展。研究成果以“Study on the mutual feedback effects in gas-solid two-phase combustion of TiH₂dust clouds”为题发表在国际权威期刊《Combustion and Flame》，也是学校作为第一完成单位，首次在该期刊上发表论文。据悉，该期刊是国际燃烧领域公认的两大顶刊之一，专注于燃烧科学与火焰动力学基础理论研究。

储氢合金材料目前的主要应用领域

储氢合金被誉为“会呼吸的金属”，泛指在一定温度和压力条件下，能大量可逆吸收、储存和释放H₂的金属间化合物，具有储氢密度高、储运便利和可循环利用等特点，在能源电力、燃料电池、航空航天和含能材料等领域具有广阔的应用前景。TiH₂是目前最常用的一类储氢合金材料，在生产、储存和使用过程中通常以微纳米级尺度存在，受外界能量刺激时极易发生粉尘爆炸。程扬帆教授课题组前期研究发现，与传统粉尘燃爆过程中粉尘颗粒的单一燃烧反应不同，TiH₂颗粒在燃爆过程中伴随着放氢反应以及金属颗粒/H₂的混合燃爆反应。论文系统地研究了TiH₂、基体金属Ti以及Ti/H₂气-固两相混合物的火焰传播特征，利用自主研制的爆炸瞬态温场测试系统实现了金属粉尘爆炸温度场的动态重构，验证了氢含量与存在形式对TiH₂粉尘气-固两相燃烧反应动力学的影响，并揭示了放氢反应在TiH₂粉尘云燃爆过程中的互馈效应和协同反应机制。研究结果对储氢合金粉尘爆炸防控具有重要的理论意义和工程应用价值。

储氢合金粉尘爆炸过程中的典型特征参数（图片：论文作者供图）

论文第一作者为我校2022级安全科学与工程专业硕士研究生李梦，通讯作者为程扬帆教授，团队负责人汪泉教授和2021级化工安全专业硕士研究生王瑞为该课题的完成做出了重要贡献。研究工作得到了国家自然科学基金面上项目（No.12272001）、安徽省高校杰出青年基金项目（No.2023AH020026）和安徽理工大学重大项目培育专项等项目资助。