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近三年來航空航天及軍用燃料電池進展內(nèi)容概括軍事應(yīng)用潛艇士兵裝備航空航天燃料電池飛機軍用燃料電池的特點(1)隱身性能好,工作溫度低。(2)系統(tǒng)反應(yīng)快、運行可靠性強、維護方便。(3)高效率、大容量、長壽命(4)體積小、重量輕在軍事上的應(yīng)用領(lǐng)域用作潛艇動力源通信指揮系統(tǒng)電源軍事備用電源潛艇的AIP系統(tǒng)AIP(Air-independentpropulsion)系統(tǒng):在常規(guī)潛艇的蓄電池組和柴油發(fā)電機組的基礎(chǔ)上再添加一個不依賴空氣的推進裝置,以增加潛艇的巡航能力和機動性。優(yōu)點:可直接輸出電能而無需轉(zhuǎn)換,噪音低和接近零排放,有較高的燃料利用率和能量轉(zhuǎn)化率;與鉛酸蓄電池及鎬鎳、鋅錳、鎳氫等電池相比,有較高的比能和比功率,不需要充電,而只要補充燃料和氧化劑

而相比于鋰電池,其功率范圍要大得多。潛艇用FC/AIP的基本原理將氫燃料和氧化劑輸送到燃料電池本體電堆,通過兩種物質(zhì)在質(zhì)子交換膜兩側(cè)催化劑表面進行化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。在高速航行時,以柴電系統(tǒng)作為潛艇的動力源;低速航行時,以FC/AIP系統(tǒng)

作為動力源。FC/AIP系統(tǒng)由燃料電池本體、氫源、氧源、輔助系統(tǒng)和管理系統(tǒng)組成氫氣的儲存FC/AIP系統(tǒng)的儲氫量決定了潛艇的續(xù)航力。金屬氫化物因高體積密度和高安全性是目前最適合潛艇FC/AIP系統(tǒng)的儲氫方式。把儲氫合金放在一定溫度和壓力下置于氫氣氣氛中時,就可以吸收大量的氫氣,生成金屬氫化物。而加熱條件下,金屬氫化物又釋放出氫氣,利用儲氫合金對氫氣的可逆吸附來實現(xiàn)對氫氣的儲存。德國新型燃料電池潛艇這種高技術(shù)潛艇是由德國基爾

造船廠和蒂森北海造船廠聯(lián)合研制的。為了能讓潛艇長時間隱蔽在水下,U212A潛艇帶有足夠的氫和氧。視作戰(zhàn)條件,一般來說在水下呆4周沒有問題。

國外徒步士兵用燃料電池

目前應(yīng)用在徒步士兵系統(tǒng)的燃料電池主要有DMFC、RMFC、SOFC。DMFCJENNY600S是SFC公司的新型便攜式燃料電池,效率高、小巧、質(zhì)量輕,工作安靜,士兵可背在身上。它是專門針對軍事領(lǐng)域應(yīng)用而設(shè)計的一款電池,與鋰離子電池相比,可大幅降低士兵的負(fù)重達80%。EMILY65W專門設(shè)計用于軍用車輛,可為車上各種設(shè)備電池自動充電,相當(dāng)于現(xiàn)場發(fā)電機,可用于帳篷,草屋,各種掩體,還用于無人操作應(yīng)用。EMILY安靜免維護,可為各種設(shè)備獨立供電,其中包括無線電和其他通信設(shè)備、夜視設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、電腦以及所有軍用系統(tǒng)-不論季節(jié)天氣如何。FC250燃料電池系統(tǒng)額定輸出250W,日常充電容量6kW·h。它可為大型軍用車輛上的設(shè)備供電,也可作為現(xiàn)場發(fā)電機。韓國三星公司為徒步士兵系統(tǒng)開發(fā)了高效率的便攜式直接甲醇燃料電池,其一次產(chǎn)生的電量高達1.8kW·h,這相當(dāng)于士兵執(zhí)行3h任務(wù)所需的電能。從2010年,三星公司就開始商業(yè)化該電池在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用。RMFCUltracell公司專門為美國陸軍設(shè)計的一種25W重整甲醇燃料電池(RMFC)。2009年12月,這種燃料電池加入加利福尼亞州本寧堡機動作戰(zhàn)實驗室“陸軍遠(yuǎn)征武士試驗”。該電池為便攜式燃料電池,可滿足軍隊在偏遠(yuǎn)地區(qū)使用的移動電子設(shè)備的用電需求,如微型通信終端、遠(yuǎn)程系統(tǒng)、電池充電、計算機和無線電接收裝置,最長可提供長達25天的不間斷電源。Ultracell公司在25W重整甲醇燃料電池的基礎(chǔ)上改進設(shè)計了額定功率為55W,峰值功率為85W的重整甲醇燃料電池。該燃料電池由高純度、生物降解的甲醇驅(qū)動,工作時無噪音,無污染物排放,可驅(qū)動無線電、衛(wèi)星通信、遠(yuǎn)程或移動監(jiān)察系統(tǒng)、膝上型電池和為電池充電,是軍用便攜式電源的理想選擇。燃料電池飛機2009年7月7日,全球首架使用燃料電池驅(qū)動的有人駕駛飛機在德國北部城市漢堡試飛成功:“安塔里斯”DLR-H2型機動滑翔機,,可連續(xù)飛行5h,航程可達750km,其燃料電池系統(tǒng)位于后翼夾層中。2009年8月6日,世界第一架商用氫燃料電池驅(qū)動的無人駕駛飛行器(UAS)“Boomerang”在華盛頓亮相。該飛機由以色列BlueBirdAeroSystems公司開發(fā),是一個全電動、質(zhì)量9kg的UAS。飛機所使用的高性能氫動力系統(tǒng)就是由HorizonFuelCellTechnologies公司開發(fā)的AEROPAK,可以飛行9個多小時。2009年11月8日,以上海交通大學(xué)為總體單位、中科院大連化學(xué)物理研究所燃料電池為動力能源的“致遠(yuǎn)一號”飛艇在上海寶山區(qū)的飛艇基地試飛成功。這是我國首次采用質(zhì)子交換膜燃料電池作為飛艇主動力。2010年4月30日,空客A320飛機燃料電池在世博會漢堡之家展出(飛機的機載設(shè)備及液壓系統(tǒng)提供電力,但該系統(tǒng)目前只是作為飛機應(yīng)急動力裝置的一個安全備份)。2010年8月17日,IntelligentEnergy公司將其燃料電池用于試驗飛機,盡管只能飛行15分鐘,但仍然是一次突破。2010年11月,俄羅斯的CIAM-80無人飛機試飛,它是以氫

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