美国空军学院研究无人机用氢燃料电池技术
该学院早在大约10年前就开始涉足这项技术,那时它与位于科罗拉多州巨石城(Boulder)的鲍尔航宇公司和位于科罗拉多州利特尔顿(Littleton)的氢成份公司(Hydrogen Comp onents)开展了燃料电池及其储氢原料的研究工作,目的是寻求一种特种作战部队士兵个人用电池的替代产品。在目前进行的研究中,燃料电池的开发由鲍尔航宇公司负责,化学部师生则专攻氢组分研究及氢发生器的部件研制。
化学式氢发生器的总体构想是利用锂和铝的氢化物作为储氢原料,通过化学反应将这些金属氢化物中的氢元素释放出来,这就产生了燃料电池所需的氢燃料。对无人机来说,氢燃料的释放速度和流量必须与它所需要的电能相匹配。
在无人机领域,氢燃料电池技术的主要应用对象将是采用电推进的小型无人机。与采用内燃发动机或涡轮发动机相比,电推进的声辐射和热辐射都较低,所以能提高无人机的低可探测性能。此外它能可靠地起动,并且非常紧凑。但是,今天的常规电池对电推进无人机来说仍然太重,而氢燃料电池的重量要比等功率的常规电池轻50%以上。
目前,为实现6%产氢率而采用的化学方法的潜力实际上仅发挥了一半。学员们正在进行试验以解决这个问题。他们正尝试利用纳米技术(Nanoparticle Technology)使氢原料的每个原子都能得到利用,还在研究利用催化剂提高反应过程中的产氢速度,这样可能也能提高氢原料的利用率。
展望未来,氢燃料电池可能取代地面车辆(包括火车)的现有动力装置,并成为公用发电设备。目前全球年用电量大约是13太瓦(1太瓦=1万亿瓦),其中大多数来自石油,煤和天然气。