前不久,以色列一网站称,其国内两家公司将联合设计制造大载荷的氢燃料电池无人机,打造航程更远的“下一代无人机编队”。
在当前锂电池称雄无人机市场的背景下,该消息的发布,让人顿生“无人机换装先进氢燃料电池时日不远”之感。事实上,让具有大载荷能力的氢燃料电池无人机从图纸变为现实,还有相当长一段路要走。
燃料电池是一种将燃料中的化学能转化为电能的发供电装置。氢燃料电池,顾名思义,是以氢气为燃料提供电能的电池。
和其他国家一样,以色列对氢燃料电池的垂青,一方面是出于对其广阔前景的预估,另一方面则是因为锂电池存在一定软肋,如续航能力不足等。普通小型锂电池无人机持续飞行20多分钟后,电量就会告急。
氢燃料电池的一些试验结果则证明,它在续航能力方面技高一筹。当前,电动无人机的飞行纪录不少是氢燃料电池无人机开创及打破的。而且,氢燃料电池可以“快充”,类似给汽车加油,几分钟就可将氢燃料注入。
锂电池还存在怕低温这一“硬伤”,氢燃料电池对温度不太“敏感”,只要有氢气和氧化剂就能工作。同时,氢气是清洁能源,对环境无污染。种种优势,使氢燃料电池成为近年来各国研发的重点,在航空、交通等多个领域得到一定应用。
氢燃料电池用作无人机动力的时间并不长。美国在2009年曾试飞“离子虎”无人机,其动力来源就是所携带的气态压缩氢。2013年,“离子虎”无人机燃料改为液氢,可连续飞行48小时。但随着其航程增加,燃料处理过程中的成本也一涨再涨。更何况,向来追求小巧轻便的无人机,拎着大氢气罐四处奔走,不仅形象“磕碜”,也有违设计初衷。
近年来兴起的固态储氢技术给氢燃料电池应用带来新曙光。有关研究发现,某些合金低温下可与氢气形成金属氢化物,温度升高时则释放氢气。用这类合金制成储氢材料,无须高压,就可以储存氢气。该技术已被应用到汽车新型蓄电池研制中。