目前低空飞行器90%以上都是采用锂电池,锂离子电池无论在体积能量密度还是质量能量密度上都具有很大的优势,但还是无法满足长续航的要求。此外飞行器的电池还要满足严苛的温度要求,确保在一定的高空中,性能、活性和放电的倍率能够跟得上。
图摄于氢航科技
区别于锂电池这种二次电池,燃料电池里的氢燃料电池实际上在续航里程上有很大的优势,而且能够真正实现清洁环保,但当前因为成本高昂、燃料存储和分配困难,以及加氢站等基础设施欠缺,所以应用得非常少。
图摄于氢鹏科技
今天给大家详细介绍一下氢燃料电池在低空经济上的应用及氢燃料电池相关供应商,如有不足欢迎加群指正交流。
一、 氢燃料电池在低空经济上的应用
1、氢燃料电池原理
氢燃料电池工作原理是氢气通过燃料电池的正极当中的催化剂(铂)分解成电子和氢离子(质子)。其中质子通过质子交换膜(protonExchange Membrane)到达负极和氧气反应变成水和热量。对应的电子则从正极通过外电路流向负极产生电能。
2、氢燃料电池的关键指标
1) 催化剂、膜电极:膜电极主要是铂碳电极,从各家手册中看出铂载量(~0.2g/kW)、功率密度、耐久性(>20000h)、质量比活性等是评价电极的关键指标。
2) 封装技术:双极板密封、膜电极封装、电堆组装。从各家手册看出主要工序包括涂胶技术、贴膜技术、热压技术、电堆乐装技术等。
3) 燃料电池系统:电堆、空压机、循环泵、增湿器、DCDC和电子水泵的系统集成技术。
3、氢燃料电池在低空经济上的应用
目前在大力发展低空经济的背景下,也为氢动力无人机带来应用前景。相比于锂电、固态电池等其他动力电池,氢燃料电池具备续航能力长、环保、适应性强等优势。
2009年11月,由中国科学院大连化学物理研究生研制的Ⅱ型系统2012年7月应用于我国首架燃料电池无人机“雷鸟号”。
2010年,沈阳航空航天大学组建了通用航空重点实验室,开始试制氢燃料电池无人机。
2012年,辽宁通用航空研究院研制的"雷鸟"氢燃料电池无人机完成首飞,成为我国首款氢燃料电池无人机。
2012年12月,中国第一架纯燃料电池无人机“飞跃”,由同济大学和上海奥科赛飞机公司联合研发,在上海奉贤海域首次试飞成功。这种无人机可以在距离海平面2千米的高度上,以30公里/小时的速度,持续2小时。
2014年,武汉众宇动力系统科技有限公司开发了“天行者”燃料电池无人机。
2017年,优雷特(银川)航空技术有限公司和珠海天晴航空航天科技有限公司共同研制了首架氢燃料电池倾转旋翼无人机。“蒲公英1-A”氢燃料电池无人机动力是“蒲公英”的燃料电池版,其目的是验证无人机氢燃料电池相关系统的可行性,2018年11月完成了80min飞行测试。
2022年3月13日,由航空工业直升机所研制的20千克级变距多旋翼无人机AR20顺利完成换装氢动力试飞试验,验证了氢动力电池应用在变距多旋翼无人机上的可行性。这次试验赋予了AR20更多的可能性,既为未来的能力进化指明了方向,又契合国家重视氢能源发展的国家战略,在可预见的未来,它将飞往更远更广阔的天空。
2023年12月8日,在重庆,翌翔无人机团队成功完成青鸥30B氢动力复合翼无人机单次持续飞行测试,成功打破国内同类型氢动力无人机续航时间测试纪录,续航能力达到国际先进水平。
2024年1月1日,由航空工业成飞自主研制的某型氢能源动力固定翼无人机圆满完成首次飞行试验。该机的动力系统采用70MPa高压气态储氢、燃料电池发电的组合设计。该氢能源动力固定翼无人机在研制过程中突破了内外流一体化总体设计、70MPa高压气态储氢系统设计、高效能量管理设计等关键技术,具有能量密度高、绿色无污染等显著优势,适用于巡线巡检、安防监控、中继通信等应用场景。
2024年8月26日,天目山实验室举行了“天目山一号”百公里级氢动力长航程多旋翼无人机的首飞仪式。据介绍,该无人机是全球首款百公里级氢动力多旋翼无人机,也是全球首款集成降落伞设计的量产型氢动力无人机。
二、 氢燃料相关供应商
由于文章篇幅有限,本篇将简单罗列一下无人机氢燃料电池供应商,后期将给大家详细介绍各企业的情况,欢迎大家补充相关供应商。
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浙江氢航科技有限公司 -
瀚氢动力(珠海)科技有限公司
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梦氢(上海)能源技术有限公司
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上海济美动力科技有限公司
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氢鹏科技(浙江)有限公司
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苏州溯驭技术有限公司
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北京新研创能科技有限公司
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斗山创新(深圳)有限公司
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深圳市氢蓝时代动力科技有限公司
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武汉众宇动力系统科技有限公司
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上海攀业氢能源科技有限公司
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深圳市暗流科技有限公司
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湖南蓝源科技有限公司
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湖南天诚氢能科技产业有限公司
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东莞众创新能源科技有限公司
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盛世盈创氢能科技(陕西)有限公司
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重庆创新燃料电池技术产业研究院有限公司
以上排名不分先后,包括但不仅限于以上企业,欢迎大家补充
原文始发于微信公众号(艾邦智飞网):氢燃料电池在低空经济上的应用及相关供应商介绍