華盛頓州立大學(xué)的一個(gè)研究小組首次成功演示了為無人機(jī)提供動(dòng)力的液態(tài)氫和一種獨(dú)特的加氫系統(tǒng)。

測試證明了中型無人機(jī)長續(xù)航全電動(dòng)飛行所需的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。這也可能是未來在航空領(lǐng)域使用氫的第一步。

人們越來越多地考慮將氫作為一種可能的低碳飛行解決方案。

“在航空中使用氫燃料是一個(gè)熱門話題，”機(jī)械和材料工程學(xué)院的副教授Jake Leachman說。“人們對熱衷于這個(gè)想法，而我們已經(jīng)領(lǐng)先了幾年。無人機(jī)是一個(gè)很好的試驗(yàn)場。”

作為演示的一部分，研究人員使用一個(gè)液態(tài)加氫站來填充一個(gè)液態(tài)氫罐，為用于驅(qū)動(dòng)中型無人機(jī)的燃料電池功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)提供氫氣，并模擬飛行的能量需求。就像回到加油站給汽車的油箱加油一樣，這個(gè)團(tuán)隊(duì)又回到他們的氫站，重新加滿液態(tài)氫，使燃料電池再次運(yùn)轉(zhuǎn)。

長期以來，WSU團(tuán)隊(duì)一直致力于用氫氣驅(qū)動(dòng)飛行。除了Richardson和Leachman，該團(tuán)隊(duì)還包括博士后研究員Patrick Adam。

在過去的十年里，研究小組開發(fā)了一種獨(dú)特的液氫儲(chǔ)罐，最終將用于機(jī)載飛行動(dòng)力。液態(tài)氫比氣態(tài)氫占據(jù)的空間小得多，可以提供更多的燃料并允許更長時(shí)間的飛行。氫罐是由一種輕質(zhì)聚合物而不是金屬制成的。 WSU是美國為數(shù)不多的幾個(gè)可以在液氫儲(chǔ)存所需的極低溫下測試聚合物材料的地方之一。該儲(chǔ)罐還通過在其罐壁內(nèi)具有的熱交換系統(tǒng)來加熱氫氣以減輕重量。氫氣隨后用于為燃料電池提供能源，燃料電池產(chǎn)生電能為無人機(jī)提供動(dòng)力。

該項(xiàng)目還利用了WSU開發(fā)的便攜式加氫站，該站利用水和電制造液態(tài)氫。最近，低溫制冷技術(shù)和電解技術(shù)的進(jìn)步使得制造一種緊湊型的液氫加注系統(tǒng)成為可能。液化器和加氫系統(tǒng)可以完全被封裝在一個(gè)15英尺的集裝箱內(nèi)。

雖然液化氫的科學(xué)已經(jīng)很好理解，但這項(xiàng)研究的挑戰(zhàn)是創(chuàng)建一個(gè)安全、便攜的系統(tǒng)，可以分配少量的液態(tài)氫。建立這樣一個(gè)液態(tài)氫加氫站的許多過程是開創(chuàng)性的。

這項(xiàng)工作由美國陸軍和華盛頓研究基金會(huì)資助。該項(xiàng)目的合作伙伴包括密西西比州立大學(xué)和Insitu公司。波音公司的子公司Insitu為項(xiàng)目提供了ScanEagle3無人機(jī)進(jìn)行測試。