[英國《防務(wù)新聞》2005年10月6日報(bào)道] 美國空軍學(xué)院位于科羅拉多州，目前有11個(gè)院系在開展無人機(jī)有關(guān)技術(shù)的研究，其中化學(xué)部的教員和學(xué)生們正在研究可用于無人機(jī)的氫燃料電池技術(shù)。該學(xué)院早在大約10年前就開始涉足這項(xiàng)技術(shù)，那時(shí)它與位于科羅拉多州巨石城（Boulder）的鮑爾航宇公司和位于科羅拉多州利特爾頓（Littleton）的氫成份公司（Hydrogen Components）開展了燃料電池及其儲(chǔ)氫原料的研究工作，目的是尋求一種特種作戰(zhàn)部隊(duì)士兵個(gè)人用電池的替代產(chǎn)品。而在目前進(jìn)行的研究中，燃料電池的開發(fā)由鮑爾航宇公司負(fù)責(zé)，化學(xué)部師生則專攻氫組分研究及氫發(fā)生器的部件研制。
化學(xué)式氫發(fā)生器的總體構(gòu)想是利用鋰和鋁的氫化物作為儲(chǔ)氫原料，通過化學(xué)反應(yīng)將這些金屬氫化物中的氫元素釋放出來，這就產(chǎn)生了燃料電池所需的氫燃料。對一架無人機(jī)來說，氫燃料的釋放速度和流量必須與它所需要的電能相匹配?？哲妼W(xué)院化學(xué)研究中心主任約翰·維爾克斯（John Wilkes）博士指出：“這是棘手問題之一。目前它已經(jīng)工作得很好，但我們想做到更好。我們正努力將氫發(fā)生器的產(chǎn)氫率提高到現(xiàn)在的3倍，所采取的措施是提高氫燃料的產(chǎn)生速度和采用能化合更多氫元素的儲(chǔ)氫原料。最終我們將可能開發(fā)出一種這樣的氫發(fā)生器/燃料電池組合體，它非常輕，但足以推動(dòng)一架電動(dòng)無人機(jī)”。
在無人機(jī)領(lǐng)域，氫燃料電池技術(shù)的主要應(yīng)用對象將是采用電推進(jìn)的小型無人機(jī)。與采用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)相比，電推進(jìn)的聲輻射和熱輻射都較低，所以能提高無人機(jī)的低可探測性能。此外它能可靠地起動(dòng)，并且非常緊湊。但是，今天的常規(guī)電池對電推進(jìn)無人機(jī)來說仍然太重，而氫燃料電池的重量要比等功率的常規(guī)電池輕50%以上。
維爾克斯博士說：“我們目前已實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)目標(biāo)，即氫原料的產(chǎn)氫率按重量比算達(dá)到6%，這就是說100磅(45.4千克)的氫原料能產(chǎn)生6磅（約2.72千克）的氫。這聽起來很少，但由于氫是一種很輕的元素，6磅（約2.72千克）氫氣的體積超過30000升。我們正打算嘗試將產(chǎn)氫率進(jìn)一步提高到18%”。
目前，為實(shí)現(xiàn)6%產(chǎn)氫率而采用的化學(xué)方法的潛力實(shí)際上僅發(fā)揮了一半。學(xué)員們正在進(jìn)行試驗(yàn)以解決這個(gè)問題。他們正嘗試?yán)眉{米技術(shù)（Nanoparticle Technology）使氫原料的每個(gè)原子都能得到利用，還在研究利用催化劑提高反應(yīng)過程中的產(chǎn)氫速度，這樣可能也能提高氫原料的利用率。
維爾克斯博士還說：“美國陸軍已經(jīng)試驗(yàn)了9臺(tái)我們開發(fā)的氫發(fā)生器/50瓦燃料電池組合原型。目前這種系統(tǒng)成本過高，所需化合物稀少，并且難以實(shí)現(xiàn)再充電。我們目前所取得的積極成果是所產(chǎn)生的氫不需要在低溫或高壓的環(huán)境中存儲(chǔ)，而可在常溫常壓下永遠(yuǎn)保持穩(wěn)定，直到你開啟燃料電池使之發(fā)生作用。但是,就像許多新技術(shù)一樣，它走向?qū)嵱眠€有許多工作要做，包括進(jìn)一步提高產(chǎn)氫率的許多研究，大量的工程化發(fā)展工作和對制造技術(shù)的投資。從基礎(chǔ)研究通向一種可以實(shí)際使用的系統(tǒng)是一條漫長的路，通常需要20年甚至更久”。
展望未來，氫燃料電池可能取代地面車輛（包括火車）的現(xiàn)有動(dòng)力裝置，并成為公用發(fā)電設(shè)備。目前全球年用電量大約是13太瓦（1太瓦=1萬億瓦），其中大多數(shù)來自石油，煤和天然氣。(中國航空信息中心 張洋)
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