燃料电池主要研究进展

作者:jcadmin 发布时间:2020-06-08 14:13:50

小型飞机(含无人机)使用的燃料电池功率一般小于50kW,与蓄电池一同为飞机提供动力。燃料电池技术的应用研究主要集中在高校、研究所、小型飞机公司等。大型飞机使用的燃料电池功率普遍大于50kW,主要用于驱动某个部件或系统。大型飞机燃料电池因涉及系统集成及安全性验证,此类研究项目主要以美国波音飞机公司、欧洲空中客车公司为主导,其主要研究进展如下。

(1)美国波音公司。波音公司将燃料电池技术视为第三优先考虑的新技术(第一为新型复合材料技术,第二为低能耗机载系统)。2003年,波音公司开展了商用飞机燃料电池APU系统概念研究;同年,“鬼怪工厂”欧洲分部启动了“迪莫纳”燃料电池飞机验证项目;2012年,波音公司与日本石川岛播磨重工业公司使用波音737飞机进行了再生型燃料电池系统试飞。

波音公司对燃料电池的研究分为短期、中期、长期这3个层面。短期研究主要集中在质子交换膜型燃料电池,同步开展水管理、飞机接口、燃料储存等研究;中期研究以高温质子交换膜型燃料电池为主,在客舱、娱乐系统、峰值电源等非关键用电系统使用;远期研究将开展可直接使用航空煤油燃料的固态氧化物型燃料电池研究,在APU系统、电驱动等关键系统使用。

(2)欧洲空中客车公司。2008年,空客公司使用一架德国航空航天中心(DLR)的A320试验机,进行了质子交换膜型燃料电池应急供电系统测试;2011年,空客公司与德国航空航天中心(DLR)合作,以A320为试验平台开展了以燃料电池为动力的电动前起落架地面测试;目前,空客公司重点开展的研究主要集中在多功能燃料电池系统(MFCS),以替代传统的APU系统。

空客公司对燃料电池的研究路径与波音公司基本相同,两者的主要区别在于空客公司预计未来20年燃料电池将作为飞机主发动机的辅助电源,并因此开展了燃料电池与涡轮风扇发动机的混合动力研究(前期已开展了燃料电池与锂电池混合电动滑翔机“安塔芮斯”的研发与试飞工作)。近期来看,空客公司更为倾向于技术成熟的质子交换膜型燃料电池,以加快实现欧洲航空研究和创新咨询委员会2020年愿景。