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打破世界纪录!中国氢能无人机不间断飞行331分钟

打破世界纪录!中国氢能无人机不间断飞行331分钟

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本报记者高博氢燃料电池,汽车工业的未来之星;它已经升上天空,前途光明。《科学技术日报》记者近日获悉,位于北京亦庄的北京欣彦创能科技有限公司(以下简称欣彦创能)开发了

本报记者高博氢燃料电池,汽车工业的未来之星;它已经升上天空,前途光明。《科学技术日报》记者近日获悉,位于北京亦庄的北京欣彦创能科技有限公司(以下简称欣彦创能)开发了一款六转子氢燃料电池无人机,不间断飞行331分钟,打破了世界纪录。这一成就也表明,中国的氢燃料电池在一些关键指标上位居世界前列。

打破了

的记录

在北京亦庄的一个展厅里,《科学技术日报》的记者看到,这款六转子无人机的核心是一个氢燃料电池,配有高压储氢瓶,为氢燃料电池提供氢气发电。一个月前,新盛能源与第一国家翼联合开发的新开发无人机实现了331分钟不间断室外飞行,打破了中国航空技术进出口有限公司与深圳科贝特航空技术有限公司联合推出的多旋翼无人机HYONE-1800在2016年创下的270分钟世界纪录2018年,信阳创获中关村第一批“氢燃料电池多转子无人机产业化”高新技术培育项目。经过一年的努力,研制出功率密度高、重量轻、体积小、性能优异的2千瓦金属板燃料电池气冷堆及系统,并成功集成到无人机上。2019年12月8日在武汉,一架搭载2千瓦金属板气冷堆和19升/35兆帕轻型高压储氢瓶的无人飞行器于上午9:23起飞,下午14:54降落,实现了331分钟的连续室外飞行,大大超过了项目要求的240分钟目标。此外,在四川省甘孜州高原环境下,无人驾驶飞行耐力试验也取得了成功,证明了新开发的氢燃料电池在大风、低温、低氧条件下与新开发的氢燃料电池一样稳定。

一般来说,在各种全天候巡逻场景中,无人机的电池寿命不到一小时。然而,油动力无人机振动大,需要减震器组件进行高精度拍摄,从而增加了载荷。与锂电池供电相比,氢燃料电池无人机具有固有的耐久性优势,且无振动和污染。装有氢燃料电池的无人驾驶飞行器可以拓展应用的想象力。例如,当集群运行时,长航时通信中继无人机可以确保舰队飞得更远,并执行一些迄今为止还无法完成的复杂任务。

精致

双极板是氢燃料电池堆的核心部件之一。目前,主流路线分为石墨板和金属板。这个新的研究小组成立于2017年,专注于金属板该金属板便于大规模生产,具有重量轻、体积小、抗振动能力强、低温不启动、功率密度高等优点。

乍一看,由

新开发和制造的金属板燃料电池堆并不复杂,就像由金属板装订的大书一样。仔细看,金属片凹凸不平,有复杂的虚线流道。流动通道将注入的氢气和空气均匀地排放到整个极板流道非常薄,不容易实现气流的均匀稳定分布,需要大量的模拟计算。空气中的氧和氢在膜电极的催化下发生电化学反应,生成水并放热放电。因此,金属板上有通道可以用空气或冷却剂冷却电池组。#p#分页标题#e#

块复杂金属板不仅需要完美匹配,而且需要在恶劣环境下保持“颜色不变”,这给设计和制造过程带来了巨大挑战。新的研发创造能量克服了0.1毫米金属板超深沟道的加工制备技术,应用于性能可与国际一流标准媲美的电桩。应用于无人机时,可以兼顾高效率和稳定性。

除了无人机用风冷动力反应堆外,新开发的发电还生产汽车用水冷40kW动力反应堆,峰值体积功率密度为2.9千瓦/升,居世界第一。他们还在开发80千瓦的反应堆。

新能源研究公司董事长洪鑫告诉《科学日报》,每一种板式设计都必须反复模拟和计算。矫正模具、焊接、密封等环节需要探索金属板燃料电池堆的难点不仅在于研发和工艺规划。因为根据相同的工艺流程,不同团队生产的电池组的寿命和可靠性明显不同。工匠精神非常重要。耐心细致地建立一支精英团队需要时间和金钱。

深耕源

鑫焱氢能科技有限公司(以下简称鑫焱氢能)成立于2017年。它有三个子公司:新颜创新能专注于金属板设计和反应堆研发,大连严清科技有限公司(以下简称大连严清)专注于燃料电池系统控制集成和试验台,大同新颜氢能科技有限公司(以下简称大同新颜)是产业基地和运营突破点目前,欣彦创能和大连青岩的批量生产能力较小,而大同欣彦的计划生产能力为1万台,年生产能力已达到1000台40千瓦的反应堆。他们还在大同建造了一个橇装加氢站,加氢能力为500公斤/天,以展示运行车辆的加氢情况。新开发的氢能与中通客车和厦门金旅客车共同开发了厢式物流车。

新开发氢能首席技术官齐志刚博士是燃料电池领域的专家。他在燃料电池领域工作了20多年,是国内外几十个燃料电池标准的主要起草者。目前,新开发的氢能已经掌握了金属板设计、冲压、清洗、焊接、防腐涂层等技术和工艺。金属板堆、测试台和电压检测板的R&D和制造能力处于国际先进水平。在新的研发实验室,洪鑫告诉记者,不同类型的燃料电池堆测试平台是自己开发的,可以出售给外界。

洪鑫表示,他们将集中精力研究和开发动力反应堆和系统,不担心,不捕风,不转移注意力,轻松处理核心技术。

燃料电池的研发始于20世纪60年代的美国。人们对氢燃料电池驱动的乘用车寄予厚望,最令人眼花缭乱的成就之一是2014年上市的丰田MIRAI。与纯电动汽车相比,它具有巡航里程近600公里、氢化时间仅4分钟、与燃油汽车相当、无污染、无油依赖的优点。纵观世界,氢燃料电池的进步和普及是一个长期的过程。目前,中国企业在氢燃料电池堆和系统的本地化方面正取得快速进展。[编辑:卢春燕]
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