氫燃料電池在軍事的應(yīng)用（二） 美國(guó)海軍啟動(dòng)氫燃料電池為動(dòng)力的水下無(wú)人航行器
發(fā)布時(shí)間：
2023-10-06
美國(guó)海軍啟動(dòng)了氫燃料電池在水下無(wú)人航行器（UAV）應(yīng)用的項(xiàng)目
美國(guó)國(guó)防部9月1日宣布，美國(guó)海軍啟動(dòng)了氫燃料電池在水下無(wú)人航行器（UAV）應(yīng)用的項(xiàng)目。在極深的地方對(duì)自主水下航行器采用氫燃料電池作為動(dòng)力，能夠延長(zhǎng)任務(wù)持續(xù)時(shí)間和活動(dòng)范圍，從而達(dá)到無(wú)人水下航行器（AUV）無(wú)需返回基地或母艦進(jìn)行中途充電
。
該項(xiàng)目將使無(wú)人水下航行器能夠在遠(yuǎn)離目前深海作業(yè)所需的支持機(jī)制的情況下獨(dú)立運(yùn)行。受 AUV 使用增加的推動(dòng)，美國(guó)海軍設(shè)施工程指揮工程于 8 月初啟動(dòng)了該計(jì)劃，并利用能源能力基金資助從 2024 年初開(kāi)始由遠(yuǎn)征戰(zhàn)爭(zhēng)中心進(jìn)行的測(cè)試
美國(guó)Hibbard Inshore公司在瑞典薩博生產(chǎn)的劍齒虎無(wú)人水下航行器（AUV） 基礎(chǔ)上，配備了 Teledyne Energy Systems 公司的燃料電池作為增壓器 (SSC)。燃料電池可以延長(zhǎng) 無(wú)人水下航行器（AUV） 的任務(wù)持續(xù)時(shí)間，并且通過(guò)減少與水面艦艇重新連接的要求，還降低了運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)和成本。
該無(wú)人水下航行器（AUV）在不使用氫燃料電池的情況下運(yùn)行，在脫離母船或其他電源的情況下具有 12 小時(shí)的電池壽命，使其在 1,200m 深度的航行范圍約為 20 公里。配備氫燃料電池后的續(xù)航距離，是由其可攜帶的氫氣和氧氣容量決定的，目前尚未公布。劍齒虎的主要任務(wù)是執(zhí)行測(cè)量功能和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的檢查，這些任務(wù)與海底戰(zhàn)爭(zhēng)中的防御作用密切相關(guān)。
GlobalData 的《2018-2028 年全球水下作戰(zhàn)系統(tǒng)市場(chǎng)》報(bào)告指出， 2016 年通用汽車(chē)公司、海軍研究辦公室、和美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室，三方聯(lián)合開(kāi)始研究無(wú)人水下航行器（AUV） 配備氫燃料電池的可行性。
相比陸地上的應(yīng)用，氫燃料電池在水下的應(yīng)用面臨的一些挑戰(zhàn)，包括與氫和氧的儲(chǔ)存、浮力和平衡問(wèn)題。海洋環(huán)境下，燃料電池在密封容器中的運(yùn)行也是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樵诖诉^(guò)程中產(chǎn)生的冷凝會(huì)腐蝕燃料箱內(nèi)部或?qū)е码娮釉O(shè)備故障。同樣，運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的惰性氣體必須小心處理，以避免內(nèi)部壓力積聚。
將氫燃料電池的運(yùn)行轉(zhuǎn)移到密封容器還需要進(jìn)行其他調(diào)整，以考慮容器中氫氣和氧氣的積累，因?yàn)樵谌剂想姵氐膯?dòng)和關(guān)閉過(guò)程中，燃料電池需要從陽(yáng)極或陰極回路中清除這些氣體時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。因?yàn)樘幱谏钏?，由于水壓的作用，這些氣體無(wú)法像在陸地上一樣，直接從管路里排到大氣中。
雖然面臨這些挑戰(zhàn)，但是氫燃料電池在無(wú)人水下航行器（AUV）的應(yīng)用前景還是很光明的。
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