氫燃料電池?zé)o人機(jī)“參軍”尚需先過成本關(guān)

周凱 作

前不久，以色列一網(wǎng)站稱，其國內(nèi)兩家公司將聯(lián)合設(shè)計(jì)制造大載荷的氫燃料電池?zé)o人機(jī)，打造航程更遠(yuǎn)的“下一代無人機(jī)編隊(duì)”。

在當(dāng)前鋰電池稱雄無人機(jī)市場的背景下，該消息的發(fā)布，讓人頓生“無人機(jī)換裝先進(jìn)氫燃料電池時(shí)日不遠(yuǎn)”之感。事實(shí)上，讓具有大載荷能力的氫燃料電池?zé)o人機(jī)從圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，還有相當(dāng)長一段路要走。

燃料電池是一種將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)供電裝置。氫燃料電池，顧名思義，是以氫氣為燃料提供電能的電池。

和其他國家一樣，以色列對(duì)氫燃料電池的垂青，一方面是出于對(duì)其廣闊前景的預(yù)估，另一方面則是因?yàn)殇囯姵卮嬖谝欢ㄜ浝?，如續(xù)航能力不足等。普通小型鋰電池?zé)o人機(jī)持續(xù)飛行20多分鐘后，電量就會(huì)告急。

氫燃料電池的一些試驗(yàn)結(jié)果則證明，它在續(xù)航能力方面技高一籌。當(dāng)前，電動(dòng)無人機(jī)的飛行紀(jì)錄不少是氫燃料電池?zé)o人機(jī)開創(chuàng)及打破的。而且，氫燃料電池可以“快充”，類似給汽車加油，幾分鐘就可將氫燃料注入。

鋰電池還存在怕低溫這一“硬傷”，氫燃料電池對(duì)溫度不太“敏感”，只要有氫氣和氧化劑就能工作。同時(shí)，氫氣是清潔能源，對(duì)環(huán)境無污染。種種優(yōu)勢(shì)，使氫燃料電池成為近年來各國研發(fā)的重點(diǎn)，在航空、交通等多個(gè)領(lǐng)域得到一定應(yīng)用。

氫燃料電池用作無人機(jī)動(dòng)力的時(shí)間并不長。美國在2009年曾試飛“離子虎”無人機(jī)，其動(dòng)力來源就是所攜帶的氣態(tài)壓縮氫。2013年，“離子虎”無人機(jī)燃料改為液氫，可連續(xù)飛行48小時(shí)。但隨著其航程增加，燃料處理過程中的成本也一漲再漲。更何況，向來追求小巧輕便的無人機(jī)，拎著大氫氣罐四處奔走，不僅形象“磕磣”，也有違設(shè)計(jì)初衷。

近年來興起的固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)給氫燃料電池應(yīng)用帶來新曙光。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，某些合金低溫下可與氫氣形成金屬氫化物，溫度升高時(shí)則釋放氫氣。用這類合金制成儲(chǔ)氫材料，無須高壓，就可以儲(chǔ)存氫氣。該技術(shù)已被應(yīng)用到汽車新型蓄電池研制中。

基于該技術(shù)，一些國家開始研制新型氫燃料電池?zé)o人機(jī)。

這一研制過程顯然不會(huì)一帆風(fēng)順，最主要的攔路虎還是其居高不下的成本。和工業(yè)制氫需要消耗大量煤、天然氣一樣，制造氫燃料電池需要用貴金屬鉑作為催化劑，還需要其他一些比較“燒錢”的材料，這導(dǎo)致總成本始終居高不下。

軍用無人機(jī)優(yōu)勢(shì)在于價(jià)廉物美，如果電池昂貴，就會(huì)失去這一優(yōu)勢(shì)。況且，大多數(shù)無人機(jī)作戰(zhàn)，對(duì)航程要求不是很高。這就意味著，即使氫燃料電池?zé)o人機(jī)將來“參軍”，大概率會(huì)干遠(yuǎn)距離偵察和運(yùn)輸類工作。

目前，在無人機(jī)新能源領(lǐng)域，鋰電池發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁。但隨著氫燃料電池技術(shù)的進(jìn)步及其制造、儲(chǔ)運(yùn)、使用成本降低，氫燃料電池或?qū)⒆罱K成為驅(qū)動(dòng)無人機(jī)飛行的主要?jiǎng)恿υ粗弧?/p>