氫燃料電池在軍事的應(yīng)用（二） 美國海軍啟動氫燃料電池為動力的水下無人航行器
發(fā)布時間：
2023-10-06
美國海軍啟動了氫燃料電池在水下無人航行器（UAV）應(yīng)用的項目
美國國防部9月1日宣布，美國海軍啟動了氫燃料電池在水下無人航行器（UAV）應(yīng)用的項目。在極深的地方對自主水下航行器采用氫燃料電池作為動力，能夠延長任務(wù)持續(xù)時間和活動范圍，從而達到無人水下航行器（AUV）無需返回基地或母艦進行中途充電
。
該項目將使無人水下航行器能夠在遠離目前深海作業(yè)所需的支持機制的情況下獨立運行。受 AUV 使用增加的推動，美國海軍設(shè)施工程指揮工程于 8 月初啟動了該計劃，并利用能源能力基金資助從 2024 年初開始由遠征戰(zhàn)爭中心進行的測試
美國Hibbard Inshore公司在瑞典薩博生產(chǎn)的劍齒虎無人水下航行器（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 無人水下航行器（AUV） 的任務(wù)持續(xù)時間，并且通過減少與水面艦艇重新連接的要求，還降低了運營風險和成本。
該無人水下航行器（AUV）在不使用氫燃料電池的情況下運行，在脫離母船或其他電源的情況下具有 12 小時的電池壽命，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)行測量功能和復雜結(jié)構(gòu)的檢查，這些任務(wù)與海底戰(zhàn)爭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》報告指出， 2016 年通用汽車公司、海軍研究辦公室、和美國海軍研究實驗室，三方聯(lián)合開始研究無人水下航行器（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)，包括與氫和氧的儲存、浮力和平衡問題。海洋環(huán)境下，燃料電池在密封容器中的運行也是一個問題，因為在此過程中產(chǎn)生的冷凝會腐蝕燃料箱內(nèi)部或?qū)е码娮釉O(shè)備故障。同樣，運行過程中產(chǎn)生的惰性氣體必須小心處理，以避免內(nèi)部壓力積聚。
將氫燃料電池的運行轉(zhuǎn)移到密封容器還需要進行其他調(diào)整，以考慮容器中氫氣和氧氣的積累，因為在燃料電池的啟動和關(guān)閉過程中，燃料電池需要從陽極或陰極回路中清除這些氣體時，就會出現(xiàn)問題。因為處于深水中，由于水壓的作用，這些氣體無法像在陸地上一樣，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人水下航行器（AUV）的應(yīng)用前景還是很光明的。
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