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NASA又来“秀肌肉”!要造首架全电动客机,用液氢燃料做电池

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 olivia chan • 2019-05-15 17:13:37 来源:前瞻网 E1714G0

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NASA资助的研究正在调查开发不产生温室气体排放的全电动客机的可能性。

该项目由伊利诺伊大学的科学家领导,正在探索液氢燃料电池作为一种环保能源的潜力。

通过使用冷却的冷凝液氢代替氢气,不需要很大的压强储罐就能产生清洁能源。

这种转变首次为大型飞机使用氢能提供了可能,并为商用航空业带来了革命性的变化。

NASA资助的这个项目由美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的航空航天工程师Phillip Ansell、电气工程师Kiruba Haran及其同事领导。

NASA将在三年内为该项目提供总计600万美元(约合人民币4200万元)的资助。

Ansell教授说:“从本质上讲,这个项目的重点是开发一种全电动飞机平台,使用低温液氢作为一种能源储存方法。”

他补充说:“氢化学能通过一系列燃料电池转化为电能,这些电池驱动着超高效的电力推进系统。”

氢电池以前曾被用于为汽车和火车提供动力,但需要含有足够的加压氢气来为飞机提供动力的重型汽缸已经禁止它们在大型飞机上的实际应用。

但是通过使用液氢,该项目研究人员计划绕过这一限制。

与此同时,运行液氢燃料所需的低温条件,可以允许同时使用高效超导能量传输技术和大功率电机系统。

这些应用程序的工作原理类似于医院的MRI扫描仪,使用液氦冷却机器的磁体,直到它们获得产生高强度磁场所需的超导特性。

然而,目前还没有有效地实现将这种电源与电力驱动的推进技术连接起来,然后应用于大型飞机的电力系统。

该研究项目旨在填补这一空白,为未来制造全电动客机铺平道路。

Haran教授说:“近年来,非低温机械和驱动技术的进步使商用支线飞机的电力推进更接近现实。”

“但实用的低温系统仍然是大型飞机的“圣杯”,因为它们具有无与伦比的功率密度和效率,”他补充说。

“为这个项目建立的伙伴关系使我们能够很好地解决这条道路上存在的重大技术障碍。”

在过去几十年中,飞机配置和发动机设计的改进使飞机更加高效。

然而,航空业对化石燃料的持续依赖意味着航空旅行仍然是全球温室气体排放的重要因素。

仅在美国,在未来二十年内,对航空旅行的依赖预计将增加90%。

此外,对化石燃料的依赖意味着飞机运营成本本质上是不稳定的。

氢燃料电池的工作原理

氢燃料电池的基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散,并与电解质发生反应,释放出的电子通过外部的负载到达阴极,是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。

从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上氢燃料电池车无需充电,只需加氢。打个比方说,纯电动车的电池就像储电站,而氢燃料电池就像发电站。

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