【以色列发展氢燃料电池无人机】
近日,以色列“防务更新”网站刊文称,以色列无人机制造商“海文”无人机公司与世界知名氢燃料电池供应商——普拉格能源公司,联合设计制造大载荷氢燃料电池无人机及相关配套设备。
“海文”无人机公司是以色列国防部下属国防研究与发展局选定的无人机开发公司,拥有多项无人机专利技术,并已推出多款不同型号的无人机。普拉格能源公司的氢燃料电池广泛应用于航空、航天和无人机领域。在协议框架下,双方将推出一体化设计方案,以延长无人机续航时间与航程为首要目标,最终打造“下一代无人机编队”。
氢燃料电池的工作原理是对氢气和氧气进行电化学反应,将其化学能转化成电能。氢燃料电池环保效能出众,使用后对环境无污染,且在发电过程中能达到50%的发电效率,具有较好的无人装备应用前景。以小型无人机使用电池为例,采用锂电池的续航时间通常不超过30分钟,氢燃料电池接近2小时。2000年左右,美空军就曾研究可用于无人机的氢燃料电池装置。近年来,各国大规模投入氢燃料电池技术研发,将其用于航空器、船舶、汽车制造等方面。例如,日本研发的氢燃料电池体积小、续航时间长。英国智能能源公司开发的氢燃料电池无人机具有较好的载重性和耐用性。
目前,“海文”无人机公司已拥有3种型号的氢燃料电池无人机,续航时间分别是50分钟、40分钟和30分钟,其载重量分别为10千克、45千克和120千克。未来,随着成本降低,氢燃料电池有望广泛应用于军事领域。如果能进一步解决电池重量和体积等问题,氢燃料电池无人机可广泛应用于短途运输、前沿战术侦察等任务。
【氢燃料安全吗】
在新能源政策的引导下,从混合动力到纯电动车,汽车成为不再单纯依赖石油提供动力的新型交通工具。随着纯电动车市场保有量一路攀升,各种问题的不断浮现出来,这时一种新型汽车燃料能源——氢燃料进入人们的视野。据称,由于汽车本身就存在碰撞风险,氢燃料电池汽车上的高压氢气瓶犹如一枚潜在的“炸弹”,因此氢燃料电池汽车不安全。
解读:氢燃料电池汽车有很高的安全性和可靠性。氢燃料是一种新型汽车燃料能源,既环保又节能。早在19世纪,人们就开始对氢燃料的应用装置进行了探索。比起电动车,氢燃料电池汽车成本更低、续航时间更长、受环境温度影响更小;此外,经人为点火实验证实,氢燃料电池汽车在空旷道路上发生爆炸的可能性很小,因此氢燃料电池汽车具有非常高的安全性。氢燃料电池汽车目前已实现商业化,在未来有望代替传统燃油汽车实现绿色出行。
【氢燃料电池需要哪些材料】
1.1质子交换膜,全氟磺酸膜是常用的商业化PEM,属于固体聚合物电解质,代表性产品有美国杜邦的Nafion系列膜,陶氏的Dow膜,3M的PAI膜,我国有武汉理工、新源动力、上海神力、东岳集团等。轻薄化薄膜是未来的技术方向,一种是采用氟化物部分或全部替代全氟磺酸树脂,另一种是采用工艺改性全氟磺酸树脂均质膜。
1.2电催化剂,最常用的催化剂为Pt/C,但是Pt/C随着使用时间的延长会存在Pt颗粒溶解、迁移、团聚现象,活性比表面积降低,难以满足碳载体的负载强度要求。后续降低铂基催化剂用量,提高功率密度仍是降低氢燃料电池系统商用成本的重要途径
1.3气体扩散层由为空层、支撑层组成,起到电流传到、散热、水管理、反应物供给的作用,因此需要良好的导电性、高化学稳定性、热稳定性,还有合适的孔结构、柔韧性、表面平整性、高机械强度。GDL技术状态成熟,但面临的挑战是大电流密度下水气通畅传质的技术问题和大批量生产问题,目前成本依然居高不下。
1.4双极板,又称流场板,起到分隔反应气体、除热、排出化学反应产物的作用,需要满足电导率高、导热性和气体致密性好、机械和耐腐蚀性能优良等要求。目前主流的氢燃料电池汽车公司都采用了金属双极板,但是金属双极板耐腐蚀性较差,在酸性环境中金属易溶解,浸出的离子可能会毒化膜电极组件。未解决耐腐蚀问题,一方面可在金属板表面涂覆耐腐蚀涂层,另一方面研制复核材料金属板。