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巴斯夫Celtec膜燃料電池助力滑翔機(jī)動(dòng)力
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)來(lái)源 日期:2009-7-14 作者: 點(diǎn)擊:
    當(dāng)“AntaresDLR-H2型滑翔機(jī)起飛時(shí),所有認(rèn)為自己會(huì)聽(tīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)尖嘯聲的人都會(huì)感到意外:這架飛機(jī)幾乎無(wú)聲的離開(kāi)了跑道。同時(shí),也聞不到任何燃料的氣味。Antares滑翔機(jī)是第一種有人駕駛的氫燃料動(dòng)力飛機(jī),其燃料電池系統(tǒng)位于后翼夾層中,包括發(fā)電系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)。飛機(jī)的引擎為巴斯夫燃料電池公司(BFC)開(kāi)發(fā)的膜電極燃料電池組件,縮寫(xiě)為MEA。在MEA中,氧和氫反應(yīng)釋放的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蜔帷?/font>

AntaresDLR-H2由德國(guó)航空中心(DLR)設(shè)計(jì)制造,由Lange航空公司負(fù)責(zé)測(cè)試其燃料電池系能是否具備用于航空動(dòng)力的潛力。BFC的CarstenHenschel博士強(qiáng)調(diào)說(shuō):“巴斯夫正在參加這項(xiàng)創(chuàng)新動(dòng)力技術(shù)的中試項(xiàng)目中,這一技術(shù)將不僅僅用于飛機(jī)。在能源短缺的情況下,燃料電池將發(fā)揮其作用,例如,氫的來(lái)源豐富,可以利用風(fēng)能或天然氣柴油,因此可以保證供應(yīng)的穩(wěn)定。此外,相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力技術(shù),其能量轉(zhuǎn)換效率更高,并且產(chǎn)品是無(wú)害的水蒸氣。”

目前研究者面臨的挑戰(zhàn)是如何盡量降低燃料電池的尺寸和重量,以保證其能夠應(yīng)用于更多場(chǎng)合。達(dá)到這一目標(biāo)的關(guān)鍵是盡可能的減少組件的數(shù)量。傳統(tǒng)的低溫燃料電池系統(tǒng)最高操作溫度為80攝氏度,并且需要大量的輔助這杯和復(fù)雜的控制系統(tǒng)才能用于飛機(jī)動(dòng)力,以適應(yīng)地面和高空的條件。巴斯夫開(kāi)發(fā)的MEA技術(shù)為航空器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者提供了新的條件:這種燃料電池系統(tǒng)是世界上第一個(gè)商業(yè)化的膜電極燃料電池,其操作溫度可達(dá)180攝氏度。這種膜的商標(biāo)為Celtec®。這種燃料電池可以氣冷,而不必通過(guò)水冷。這就可以除去傳統(tǒng)的空氣增濕器、水泵、水罐、閥門(mén)和清潔系統(tǒng)。

Celtec®膜的出色性能初看并不明顯:這種手掌大小超薄的長(zhǎng)方形膜看起來(lái)和傳統(tǒng)的塑料薄膜并無(wú)區(qū)別。然而,巴斯夫的科學(xué)家們成功的開(kāi)發(fā)了這種聚苯并咪唑聚合物膜。這種塑料材料,具有優(yōu)異的耐熱性能,也可以用于消防員防護(hù)服。較高的操作溫度可以阻止液態(tài)氫中的不純物在鉑電極(陽(yáng)極)上沉積。在MEA中,鉑是電化學(xué)反應(yīng)的催化劑。不純物會(huì)造成其催化活性的降低。由于高溫燃料電池比低溫燃料電池具有更高不純物承受能力,液態(tài)氫的純化就變得更容易,也就方便了燃料電池系統(tǒng)的應(yīng)用,降低了成本。BFC專(zhuān)家Henschel解釋說(shuō):“由于Celtec®,燃料電池系統(tǒng)可以減少3種組建,成本因而降低了40%。高溫膜的發(fā)展最終拓寬了燃料電池使用領(lǐng)域。”

為了使燃料電池輸出更多的電力,為Antares滑翔機(jī)提供動(dòng)力,多個(gè)燃料電池組成了電池組。這是因?yàn)閱蝹(gè)燃料電池只能輸出600-700毫伏電壓。對(duì)于A(yíng)ntares,丹麥公司Serenergy開(kāi)發(fā)了一種特殊的輕型氣冷電池組系統(tǒng),可以將成百個(gè)Celtec®MEA燃料電池組合在一起,并附有導(dǎo)電石墨板。石墨板和每個(gè)燃料電池連接,傳導(dǎo)電流,并通過(guò)專(zhuān)門(mén)管道輸送氫和氧。在這些技術(shù)的幫助下,燃料電池可以把Antares送上藍(lán)天。

斯圖加特DLR的JosefKallo博士說(shuō):“在A(yíng)ntares測(cè)試飛行后,我們將把燃料電池安裝在空客A320上,用于測(cè)試并優(yōu)化未來(lái)其在寬體科技上用于高效供電的性能。在寬體客機(jī)上,燃料電池可以安裝在機(jī)體的周?chē)翰坏梢韵耧w機(jī)供電,所產(chǎn)生的熱和水還能夠用于機(jī)翼的防凍以及清洗用水。DLR對(duì)于A(yíng)ntares的試飛將在2010年結(jié)束,然后燃料電池將在空客A320上進(jìn)行測(cè)試。

前景

巴斯夫公司的Celtec®產(chǎn)品的需求十分穩(wěn)固:除了用于法蘭克福的燃料電池生產(chǎn)外,今年夏天在美國(guó)新澤西Somerset將有新的工廠(chǎng)投產(chǎn)。巴斯夫已經(jīng)建立了堅(jiān)實(shí)的用戶(hù)基礎(chǔ),這一研究則有歐洲議會(huì)和德國(guó)聯(lián)邦政府發(fā)起。約150家公司和研究機(jī)構(gòu)參與到Celtec®的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中。由于燃料電池正從實(shí)驗(yàn)室向工業(yè)化轉(zhuǎn)變,Celtec®的用量將更大。

高溫燃料電池將很快應(yīng)用于露營(yíng)設(shè)備中,向私人家庭提供電力和熱量供應(yīng)。在不遠(yuǎn)的將來(lái),還將用于汽車(chē)供電。這一技術(shù)未來(lái)還將用于移動(dòng)電話(huà)、無(wú)線(xiàn)電設(shè)備和筆記本電腦,使其待機(jī)時(shí)間延長(zhǎng)5倍以上。

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