其實氫燃料并不是個什么新發(fā)明，早在半個世紀前氫能就應用于航天領域了，隨著人們不斷地掌握多種先進的制氫技術，氫燃料電池被運用于發(fā)電、汽車、航空等領域。
讓企業(yè)猶豫不決的，是其高昂的成本，除此之外，技術的可靠性更是關鍵原因。為此，我們采訪了眾宇動力副總經理李九鼎先生，對氫燃料電池動力系統(tǒng)進行詳盡的了解。
氫燃料電池/圖 來源網絡
Q：氫燃料電池為什么是被看好的21世紀新能源之一，氫燃料電池與鋰電池相比，到底有哪些優(yōu)勢？
A：氫能在無人機、汽車、工廠、住宅供電等方面都有著極大的需求和應用前景，甚至在未來有望取代現有石油經濟體系，進入“氫經濟”時代，成為人類生活必不可少的能源。主要有幾大優(yōu)點：
一是高效能：其發(fā)電效率通常能達到32%至70%。以民用無人機為例，目前市面上的多旋翼無人機主要采用鋰聚合物電池作為主要動力，續(xù)航能力一般在20分鐘至30分鐘之間，因技術方面不同有所差別，大部分續(xù)航時間都是在45分鐘以內；而氫燃料電池動力系統(tǒng)的旋翼機，續(xù)航時間超過4.5小時。
眾宇動力推出兩款名為“天行者”的固定翼無人機和“游騎兵”的六旋翼無人機，前者在2015年6月2日創(chuàng)下了12小時連續(xù)不斷飛行的成績；兩個月后，后者在新疆創(chuàng)造了3小時30分鐘的野外飛行記錄。
二是環(huán)保：燃料電池的排氣是水蒸氣，對環(huán)境的影響可忽略不計。隨著全球工業(yè)化進程不斷加快，化石燃料消耗量日益增長，環(huán)境污染問題也越來越受到關注，氫能有望成為清潔燃料的替代品。
三是安全：氫氣是最輕的、逃逸性最強的燃料，很難聚集；燃料電池工作的整個過程溫度在80C以下，沒有燃燒過程；海拔3000m以下，對燃料電池性能影響微乎其微。
Q：那氫燃料電池的工作原理是什么？
A：氫燃料電池是使用氫這種化學元素，制造成儲存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陰極和陽極，氫在陽極變成氫離子（質子）通過電解質轉移到陰極，同時放出電子通過外部的負載到達陰極，與氧氣發(fā)生反應生成水。
氫燃料電池的基本結構和基本燃料電池的結構相同包括：電極、電解質隔膜與集電器等。
電極是燃料氧化和還原的電化學反應發(fā)生的場所，可分成陰極與陽極兩部分。電解質隔膜的功能是分隔氧化劑與還原劑并同時傳導離子。目前燃料電池所采用的電解質隔膜可以分為兩類，一類為以絕緣材料制作多孔隔膜，例如石棉膜、碳化硅膜和鋁酸鋰膜等，再將電解液，例如氫氧化鉀、磷酸和熔融碳酸鹽等，浸入多孔隔膜：另一類電解質隔膜為固態(tài)離子交換膜，例如質子交換膜燃料電池中采用的全氟磺酸樹脂膜。集電器也稱做雙極板，它只有收集電流、疏導反應氣體及分隔氧化劑與還原劑的作用；雙極板的性能取決于材料特性、流場設計與加工技術。
由于供應給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽極板供應氫，給陰極板供應空氣，并及時把水（蒸氣）帶走，就可以不斷地提供電能。由于氫燃料電池不儲能，確切的講應該稱為氫發(fā)電裝置。
Q：既然氫燃料電池具有如此優(yōu)勢，那么無人機行業(yè)氫燃料電池發(fā)展現狀又如何呢？
A：目前無人機電池大部分仍然是鋰電池，氫燃料電池并未得到大面積普及。但是國內外很多企業(yè)都開始推出氫燃料電池動力系統(tǒng)的無人機產品。
國外，前不久俄國NELK公司制造的氫燃料電池八旋翼無人機在莫斯科近郊切爾諾戈洛夫卡進行的測試中創(chuàng)下了3小時10分鐘的多旋翼無人機飛行時長記錄。國內，科比特發(fā)布了一款名為HYDrone-1800的多旋翼無人機，采用氫燃料電池，續(xù)航時間長達273分鐘。
而且在今年的5月29日，眾宇動力團隊在海拔3500米，環(huán)境溫度-4℃的新疆勝利達坂地區(qū)，順利完成了對氫燃料電池系統(tǒng)在高原應用中功效的檢測。結合2015年在新疆亞洲地理中心的-17℃低溫測試，基本解開了中國廣袤地域的使用限制束縛。可以預見，氫燃料為能量載體的時代很快就會到來，在無人機行業(yè)的應用范圍會大規(guī)模擴大。
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