華盛頓州立大學(xué)的一個研究小組首次成功演示了為無人機提供動力的液態(tài)氫和一種獨特的加氫系統(tǒng)。

測試證明了中型無人機長續(xù)航全電動飛行所需的一項關(guān)鍵技術(shù)。這也可能是未來在航空領(lǐng)域使用氫的第一步。

人們越來越多地考慮將氫作為一種可能的低碳飛行解決方案。

“在航空中使用氫燃料是一個熱門話題，”機械和材料工程學(xué)院的副教授Jake Leachman說。“人們對熱衷于這個想法，而我們已經(jīng)領(lǐng)先了幾年。無人機是一個很好的試驗場。”

作為演示的一部分，研究人員使用一個液態(tài)加氫站來填充一個液態(tài)氫罐，為用于驅(qū)動中型無人機的燃料電池功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)提供氫氣，并模擬飛行的能量需求。就像回到加油站給汽車的油箱加油一樣，這個團隊又回到他們的氫站，重新加滿液態(tài)氫，使燃料電池再次運轉(zhuǎn)。

長期以來，WSU團隊一直致力于用氫氣驅(qū)動飛行。除了Richardson和Leachman，該團隊還包括博士后研究員Patrick Adam。

在過去的十年里，研究小組開發(fā)了一種獨特的液氫儲罐，最終將用于機載飛行動力。液態(tài)氫比氣態(tài)氫占據(jù)的空間小得多，可以提供更多的燃料并允許更長時間的飛行。氫罐是由一種輕質(zhì)聚合物而不是金屬制成的。 WSU是美國為數(shù)不多的幾個可以在液氫儲存所需的極低溫下測試聚合物材料的地方之一。該儲罐還通過在其罐壁內(nèi)具有的熱交換系統(tǒng)來加熱氫氣以減輕重量。氫氣隨后用于為燃料電池提供能源，燃料電池產(chǎn)生電能為無人機提供動力。

該項目還利用了WSU開發(fā)的便攜式加氫站，該站利用水和電制造液態(tài)氫。最近，低溫制冷技術(shù)和電解技術(shù)的進步使得制造一種緊湊型的液氫加注系統(tǒng)成為可能。液化器和加氫系統(tǒng)可以完全被封裝在一個15英尺的集裝箱內(nèi)。

雖然液化氫的科學(xué)已經(jīng)很好理解，但這項研究的挑戰(zhàn)是創(chuàng)建一個安全、便攜的系統(tǒng)，可以分配少量的液態(tài)氫。建立這樣一個液態(tài)氫加氫站的許多過程是開創(chuàng)性的。

這項工作由美國陸軍和華盛頓研究基金會資助。該項目的合作伙伴包括密西西比州立大學(xué)和Insitu公司。波音公司的子公司Insitu為項目提供了ScanEagle3無人機進行測試。