氢动力乘风而起飞入无人机市场
国内工业无人机当前的动力来源主要是锂电池,续航普遍在45分钟左右,电池性能下降很快且价格昂贵,理想状态下的电池寿命为200次充电循环,相当于航时仅有200小时,而同类型的氢能无人机使用的氢燃料电池航时寿命可达到近2000小时。
国外氢能源无人机的情况
来自美国密歇根州 Ultra Electronics AMI 公司的固体氧化物燃料电池电源为美军提供了一种可靠的电源选择。该公司的轻量级SOFC(固体氧化物燃料电池)运行在广泛可用的丙烷上,为驻阿富汗美国陆军的无人机提供动力。
位于马萨诸塞州的 Protonex 技术公司已收到美国海军的采购订单,用于无人驾驶飞行器或无人机平台的 13 个燃料电池推进系统。燃料电池推进系统的交付已进行。
总部位于马萨诸塞州的巴拉德无人系统公司(加拿大巴拉德动力系统公司的子公司)在芝加哥举行的 AUVSI Xponential 年会暨博览会上推出了 FCair ™燃料电池产品线,这是一个完整的商用无人机长时程燃料电池电源解决方案。
英国航空航天技术研究所发布了“零碳飞行”项目系列报告,报告中提出了可帮助实现零碳飞行目标3种氢动力商用飞机概念、13种技术路线图、设计了 2050 年的氢动力飞机市场预测和策略。
英国的智能能源公司已经开发了一个氢燃料电池的原型,为无人机(小型无人驾驶飞行器)提供动力。增程器提供更长的飞行时间和快速加油,解决了电池驱动无人机制造商面临的两个最大挑战。
在芝加哥举行的AUVSI Xponential 年会暨世博会上,英国智能能源公司推出了大功率 2.4 kW 燃料电池功率模块( FCPM )用于商用无人机市场。该公司的产品组合提供了比使用普通电池长5倍以上的飞行时间,并为更重和更大的无人机提供了可靠的解决方案。
来自韩国光州的新闻报道,报道称:为小型无人机(无人驾驶飞行器)开发了集成 NaBH4 (硼氢化钠)氢气发生器的质子交换膜燃料电池系统。
韩国工业集团斗山( Doosan )进军无人机燃料电池市场,在内华达州拉斯维加斯举行的 InterDrone 大会和博览会上展示了其内部开发的无人机燃料电池动力包。该动力包一个单位的燃料可支持超过两个小时的飞行时间。
氢能源无人机的核心问题
一方面来说,无人机的作业距离受到电池续航的限制,续航短的缺点使得传统锂电的无人机在很多场景无法满足使用需求,如果作业区距离太远,无人机就需要频频返航更换电池,往往在路上就耗费了大部分的能量。
“通勤”时间过长,限制了锂电无人机的工作效率,频繁的充电和更换电池也增加了人工成本。氢动力无人机在燃料电池的应用弥补了锂电池的能量密度低的问题。比起锂电无人机,氢动力无人机的优势在于电池续航时间更长,更适合执行超视距、长距离的任务。
另一方面,无人机的载重量也会直接影响到飞行时长,无人机厂商用了种种办法减轻无人机搭载的设备重量,以求让无人机飞得更久。氢动力无人机可以在不影响飞行时长的情况下搭载更多重量,在需要时“负重前行”。
2023年3月21日,氢航科技与浙江机巡中心、温州电力联合研发的“氢霆”氢动力多旋翼无人机正式通过了中国电科院检测认证,各项指标满足或超过电力巡检要求,也是国内首台通过电力企业权威检测机构的氢动力电力巡检无人机。
资本市场已经看到了氢动力无人机的发展潜力,截至目前,已经先后有氢航科技、济美动力、新创氢翼三家主攻氢能无人机的企业获得千万级别的融资,用于接下来的研发投入和多场景的示范应用。
除此之外,以新研氢能、氢蓝时代等燃料电池企业也开始提供无人机用燃料电池产品,扩大了无人机的应用范围。国内对氢能无人机研制起步较晚,但已经有了相关的政策和标准。
燃料电池的显著性优势决定了未来氢动力无人机也会成为氢能应用中的重要组成部分,而氢能的不断发展,尤其是氢燃料电池技术的不断革新,也将为无人机行业注入新的生命力。