中國在大連通過國家科學鑒定後,將新型氫燃料電池系統推向無人機商業部署更進一步。研究人員表示,該系統可大幅延長無人機飛行時間,同時減輕整體系統重量,這是工業級無人機的主要挑戰。由中國科學院大連化學物理研究所開發的新型燃料電池堆疊,結合輕量化結構、高功率輸出及氣冷技術。團隊形容該系統為工業級無人機的「氫之心」。配備該堆疊的氫動力無人機,最近在大連——位於中國東北遼寧省——完成成功示範飛行。
更長無人機續航力
該技術針對無人機產業最大技術難題之一。傳統鋰電池限制飛行時間,而現有許多氫燃料電池系統對大規模工業應用仍過於笨重。研究人員指,新款陰極封閉氣冷堆疊提供高性能,卻不增加過多重量。測試中,系統達到每 2.2 磅 1,970 瓦的比功率,以及每平方厘米 1.15 瓦的面積功率密度。鑒定委員會表示,該堆疊的比功率位居世界前列。委員會亦指,整體技術達到國際領先水平。「配備此系統的工業無人機續航力,比傳統電池提升超過三倍,」項目技術負責人陳中衛表示。
該技術最近通過中國石油和化學工業聯合會組織的科學技術成果鑒定。據委員會稱,項目展現強大創新性,並擁有獨立知識產權。陳中衛指,系統已從實驗開發轉向實際部署。「這顆『氫之心』已實現從實驗室開發到大規模應用的轉變,」陳中衛說,他同時是大連化學物理研究所國家催化重點實驗室主任。該項目推出之際,中國正加速投資官方稱為「低空經濟」的領域。該領域涵蓋無人機、自主飛行器及其他用於工業及商業任務的空中系統。
「隨著低空經濟納入中國戰略性新興產業,傳統鋰電池續航短及現有燃料電池系統笨重等問題,已成為限制產業發展的瓶頸,」陳中衛表示,他同時領導大連化學物理研究所動力電池與系統研究部門。
研究人員指,營運商已在林業管理、農業、電網巡檢及緊急救援任務中使用氫動力系統。這些領域需比大多數電池驅動無人機更長的飛行時間。美國工業營運商亦持續尋找更長續航無人機系統,用於基礎設施監測、野火應對及遠距測量。
氫燃料電池可助填補此缺口,因其持續產生電力,重量比大型電池組輕。氣冷系統相較液冷替代方案,亦降低機械複雜度。大連研究團隊現專注擴大生產及部署,以因應對具更長航程及承載更重酬載工業無人機的需求增長。

