一、工业窑炉上煤炭或重油的催化燃烧
在中国，工业动力或热力基本来源于煤炭和重油的燃烧，目前每年消耗煤炭约40亿吨、消耗重油约8亿吨，在推动经济发展的同时也造成了环境的污染，也因热效率低造成能源浪费。随着社会的进步各种催化燃烧技术开始涌现，其目的都是如何提高燃料的燃烧速率及热力强度，在有效的空间和时间内将燃料烧尽，减少未燃尽碳粒及烃类物质造成环境污染和能源浪费。
在众多技术中，“氢”催化燃烧以催化效率高和燃烧后无污染成为技术领先者。“氢”的催化机理是：氢气燃烧属于典型的链锁反应过程，当形成一个分子水时，就得到两个新的中间活性物H、OH。
O2 + 2H2 → H2O + H + OH
同样一氧化碳CO的氧化（燃烧）反应也是“复杂的链锁反应”：
H+O2 → O+CO → CO2
↘ OH + CO → CO2 + H
一氧化碳与空气混合物的燃烧速度很小，在有含氢物质存在时，燃烧速度就会显著提高。当把除掉水分的氢及一氧化碳和氧接触，在700℃以下是不会起反应的。一氧化碳的氧化链锁反应成立的条件是必须有H和OH等原子（团）组成的活化中心参与反应，由于OH+CO→CO2+H反应不断产生新的H，一旦反应启动，就会循环下去，即使停止送入氢气和氧气，反应还会维持，氢“参加了反应但最终回到原态”。H2及其燃烧产物H2O对爆燃和火焰的辐射也有很强烈的影响。
由于”氢”对燃烧中间产物氧化反应的链锁推进，提高了CO、烃类等的氧化反应速度，可以在保持燃烧性能的前提下，大幅度降低空气过量系数，从而减少排烟热损失，提高燃烧系统的热效率。
该产品已经完成中试：在2013年9月于广东英德英马水泥厂进行的试验中有5%以上的节能效果。
用于日产2500t/d水泥旋窑生产线的氢催化样机设备已经完成组装，正在广东清远广英水泥厂进行生产测试。
我们的目标是为企业降低5%～8%的煤耗、提高水泥熟料产量3%～5%并提高水泥熟料质量，综合效益每天可为企业节约或创造2万元人民帀。
市场前景，目前全国日产2500t/d水泥旋窑生产线折合有2200条，若该项技术能够顺利推广，每天可为企业节约或创造约4,400万人民帀的收益。煤炭使用量的减少和燃烧热效率的提高，减少了污染物的排放直接为大气环境做出贡献。
二、内燃机加“氢”的催化燃烧
内燃机自问世以来，经过了百余年的发展和改进，已经被广泛地应用于工业、农业、交通、军事等各个领域，对推动人类文明的发展起到了重大的作用。到目前为止，燃烧汽油和柴油的内燃机仍是热效率最高的热力发动机，它消耗了世界上46％的石油资源，发出的功率占世界所有动力装置的90％，在可预见的将来内燃机仍继续在人类的生产生活中扮演重要角色。然而内燃机燃料的主要来源仍然是石油和天然气，伴随化石能源逐渐枯竭，化石燃料燃烧造成的环境污染日益严重，温室效应导致全球灾难性气候频繁发生，化石燃料的诸多负面影响引起了各国的重视。因此节约石油能源、降低内燃机有害物质排放成为了全球性的重要课题。
“氢”气做为催化剂在内燃机中进行辅助燃烧具有以下特点：
(1) 着火界限宽广：氢气相对于汽油或柴油燃料具有更加宽广的着火界限(空气中体积含量：4％～75％)，氢气做为辅助燃料，可以进行稀薄燃烧，能显著改善点火性能，提高燃油经济性并且使燃烧反应更加完全。
(2) 点火能量低：氢气的最低点火能量只有0.02MJ，比汽油的0．24MJ低一个数量级。此特性保证了氢气在稀薄情况下可以快速点燃并燃烧，使冷起动更加容易，怠速运行时更加平稳。
(3) 淬熄距离短：氢气的淬熄距离为0.64mm，仅为汽油的的1/3，较小的淬熄距离可以使火焰传播至接近气缸壁，甚至可以达到活塞余隙，将进入活塞环与缸壁缝隙的混合气燃烧，使得燃烧更加完全。
(4) 放热温度高：氢气的自燃温度为858K，汽油为550K。所以氢催化燃烧可以快速提高油品的燃烧速率。
(5) 火焰传播速度快：氢气的火焰传播速度为237cm/s，比汽油的41.5cm/s快将近5倍，这意味着氢催化燃烧可以使发动机更接近理想等容热力学循环，提高了热效率，同时，较快的火焰传播速度加速了混合气燃烧的速度并减小了循环变动，提高了发动机运行稳定性。这在怠速混氢过程中体现的尤为明显。
(6) 燃烧后污染排放小：氢气单独燃烧只会产生H20和NOx，不会产生HC、CO、C02和碳烟排放，在稀薄燃烧情况下氢可以完全燃烧。用氢气催化油品燃烧可大幅降低HC、CO和微细碳粉尘的排放。
1、汽油机加“氢”的催化燃烧：
氢气混入汽油中可以明显拓展混合气的着火界限，加速火焰传播，改善缸内燃烧，提高缸压，有利于发动机做功。氢气的高扩散性在缸内易于形成大强度的湍流和均匀的混和气，加之较低的点火能量和快速的火焰传播速度，使得氢气在缸内燃烧速度明显快于汽油，导致燃烧持续期大幅缩短，传热损失大幅减少。
样机已经在公司用车上使用二年，市场有需要可以随时投入批量生产。
“氢”催化燃烧会显著缩短燃烧持续期，使燃料在缸内充分燃烧并烧尽，提高燃烧热效率和做功能力，经多年使用测试可降低油耗15%左右，减少汽车尾气排放50%以上。
2、柴油机加“氢”的催化燃烧：
“氢”在柴油机上的燃烧特性与汽油机的点火机理不同，氢气是依靠柴油压燃多点点火的，属于预混合燃烧，由于氢气的火焰传播速度较快，在柴油压燃着火后，预混合氢气燃烧的火焰面前进速度会快于柴油扩散燃烧的火焰面，与纯柴油相比，柴油的扩散燃烧阶段的燃烧过程将会发生较大改变。
柴油的分子式是C16H34及C16H32。柴油机“氢”催化燃烧的出发点是利用氢气的高燃烧速率来缩短燃烧时间，提高热效率和降低燃油消耗率，在使柴油充分燃烧后减少CO和碳烟等污染物的排放。
柴油机“氢”催化后着火滞燃期缩短，燃烧可在上止点附近完成，着火滞燃期受混合气中氧影响不大，从而为采用废气再循环降低氮氧化物排放创造了条件。柴油/天然气双燃料发动机碳氢排放较高，特别是在低负荷工况下，“氢”催化燃烧可有效降低发动机的碳氢排放量使碳烟排放大幅减少，燃油消耗也同时降低，达到节能减排效果。
如表所示氢气与天然汽、柴油等燃料相比具有以下特点：
(1) 氢气密度小，扩散系数大，形成的混合气均匀一致，燃烧速度快，有利于氢气和空气的快速混合和燃烧。因此，加“氢”后发动机具有较高的热效率。
(2) 氢气与空气的燃烧范围最宽，故氢气在气缸内的燃烧浓限和稀限两侧都较天然汽的为宽，所以加“氢”后发动机具有较强的稀燃能力。
(3) 氢气所需的点火能量低，这种性质有利于发动机在小负荷下工作。
(4) 在内燃机的燃烧中，氢的滞燃期最短，其点火提前角可以用到最小。由于其燃烧速度快，在放热速度、压力升高速度等方面都是常用燃料中最快的，所以燃烧等容度最好，过后燃烧最少，排气温度较低。
(5) 氢气的自燃温度高，因此加“氢”后发动机可以采用较大的压缩比，从而使其有较高的热效率和功率。
(6) 氢气的稀薄燃烧特性使得氢气发动机可以采用较大的废气再循环。
(7) “氢”自身燃烧具有良好的排放特性，燃烧时只产生氮氧化物和水。
由于“氢”催化燃烧使柴油机转速增加，使得缸内的气流运动加剧，强烈的气流运动有助于油束的扩散和混合气的形成，减少了局部缺氧的区域，减少了燃烧的异相性，使燃烧室内局部地区混合气过浓或者过稀的区域减少，改善了燃烧。另外，高强度的涡流使得缸内的温度和压力都有所升高，加速了已有一氧化碳CO和碳烟的氧化，促使一氧化碳CO和碳烟在发动机内充分燃烧，大幅降低尾气有害物质的排放量。
如图所示，加“氢”催化柴油机在平均有效压力为0．7MPa时，一氧化碳CO的排放量随转速的增加而减小。加“氢”催化柴油机加入氢气后，一氧化碳CO的排放量降低至0．01％以下。
已经生产多台样机，建议在深圳市公交公司燃油车辆上测试。
“氢”催化燃烧柴油机在实际测试中，可降低油耗8%左右，减少尾气排放达成50%。
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