连续飞行五个半小时 我氢电池无人机破世界纪录!

[vc_row][vc_column][vc_column_text]未来之星氢燃料电池,无论地面还是上天,前途一样光明。产地证记者最近了解到,北京新研创能科技有限公司(以下简称新研创能),研发出一款六旋翼氢燃料电池无人机连续飞行五个半小时,打破世界纪录。环球产地证这一成就也表明:我国的氢燃料电池在一些关键指标上跻身世界前列。
在北京亦庄的一个展厅里,杰凯睿产地证记者看到,这款六旋翼无人机的重点是块氢燃料电池,搭载一个高压储氢瓶为氢燃料电池提供发电需要的氢气。一个月前,新研创能联合首航国翼研发的这款无人机,实现长达五个半小时的室外连续飞行,破了由中航技进出口有限责任公司和深圳市科比特航空科技有限公司联合研制的多旋翼无人机HYDrone-1800于2016年保持的270分钟的原世界纪录。
新研创能在2018年获得中关村首批高精尖培养项目“氢燃料电池多旋翼无人机产业化”,经过一年努力,开发出功率密度高、重量轻、体积小、性能优的2千瓦级金属板燃料电池空冷电堆及系统,并成功应用在无人机上。2019年12月8日在武汉,带着2KW金属板空冷电堆跟19升/35兆帕轻质高压储氢瓶的无人机于上午9:23起飞,下午14:54降落,实现五个半钟连续室外飞行,大幅超越项目240分钟的指标。不单如此,在四川甘孜州的高原环境,无人机长续航飞行实验也获得成功,说明在大风、低温、低氧条件下,新研创能的氢燃料电池一样稳定。
一般来说,在范围大、全天候的巡逻情形下,锂电池无人机飞行时间不到一小时。而油动无人机震动大,高精度拍摄时需要添减震器件,增加了载荷。与锂电池动力对比,氢燃料电池无人机天生具备续航优势,并且无震动无污染。无人机搭载了氢燃料电池,能够拓展应用的想象空间。比如集群运作时,长航时的通信中继无人机,可确保机群飞得更远,执行一些迄今还无法执行的复杂任务。
双极板是氢燃料电池堆的重要部件之一,当今主流路线分石墨极板和金属极板。成立于2017年的新研创能主攻金属极板。金属极板方便大规模生产,并且金属极板燃料电池堆有着重量轻、体积小、抗振能力强、可低温无助启动、功率密度高等优点。
新研创能制造的金属极板燃料电池堆,看起来很简单,像一本金属片做成的书。但仔细一看,金属片凹凸不平,有杂乱的折线流道。流道将注入的氢气和空气匀称引到整张极板。流道很细,做到气流均匀稳定的分配并不容易,需要通过大量的仿真计算。空气中的氧气和氢气在膜电极的催化作用下产生电化学反应,生成水并放热放电。因此金属片上还有通道,用空气或冷却液来冷却电堆。
一片片复杂的金属片不仅要完全符合,还要在恶劣环境下“面不改色”,这对设计和制造工艺提出巨大挑战。新研创能攻克了0.1毫米金属板材超深流道的加工制备工艺和技术用于电堆,电堆性能媲美国际一流水准。用在无人机上,能兼顾高效与稳定。
除了用在无人机的空冷电堆,新研创能还批量生产汽车用的水冷40千瓦电堆,峰值体积功率密度达2.9千瓦/升,位列世界前茅。他们还在研发80千瓦的电堆。
新研创能董事长洪鑫告诉出口许可证记者,每当设计一个板型,都需要反复模拟计算。修正模具、焊接、密封等各环节都要摸索。金属极板燃料电池堆的难度不仅在研发和工艺编制上。因为按照相同的工艺流程,不同团队生产出的电堆,寿命和可靠性也有明显差距。工匠精神至关重要,要大量时间金钱,耐心打造精英团队,去精雕细琢。
新研氢能源科技有限公司(下面简称新研氢能)在2017年成立,目前有子公司三家:新研创能专业金属极板设计及电堆研发,大连擎研科技有限公司(下面简称大连擎研)主攻燃料电池控制集成系统和测试台,大同新研氢能源科技有限公司(以下简称大同新研)则为产业基地和运营作为突破。如今新研创能和大连擎研具有小批量生产能力,而大同新研则规划实现1万套产能,目前已达到年产1000台40千瓦级电堆产能;他们还在大同建成了一个加氢能力为500千克/天的撬装式加氢站,用于演示运行车辆加氢。新研氢能已跟中通客车合作开发厢式物流车,并与厦门金旅联合开发公交车。
新研氢能的首席技术燃料电池专家齐志刚博士,在燃料电池领域耕耘20多年,是国内外数十个燃料电池标准的主要制定人。新研氢能目前掌握金属极板设计、冲压、清洗、焊接、防腐镀层等技术和工艺;金属板电堆、测试台和电压巡检板研发制造能力处于国际先进水平。在新研创能的实验室里,洪鑫告诉产地证记者,型号不同的燃料电池电堆测试平台都是自主研发的,对外也可以销售。
洪鑫说,他们将集中精力开发电堆与系统,步步为营,踏实攻克核心技术。
燃料电池的研发始于1960年代的美国。氢燃料电池驱动的乘用车给寄予厚望,当今最耀眼的成就是2014年量产上市的丰田的MIRAI。跟纯电动车对比,它的优势是近600公里的续航里程,加氢只需要4分钟,媲美燃油车,还有无污染、不用依赖石油的优势。放眼世界范围,氢燃料电池的进步和普及是一个长期过程。如今,中国企业资质证在氢燃料电池堆及系统国产化上进展很迅速。
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