目前，航空業(yè)在全球溫室氣體排放中所占比率為2%，并有上升趨勢。開發(fā)可再生能源，減少二氧化碳的排放，也成了航空技術(shù)開發(fā)的新熱點(diǎn)。7月7日，全球首架使用燃料電池驅(qū)動的有人駕駛飛機(jī)在德國北部城市漢堡試飛成功。這是航空業(yè)“減排”的重大進(jìn)展。
這架燃料電池飛機(jī)名為“安塔里斯”DLR-H2型機(jī)動滑翔機(jī)，它可連續(xù)飛行5小時，航程可達(dá)750公里，由多家航空公司和一家燃料電池公司合作。其燃料電池系統(tǒng)位于后翼夾層中，由膜電極燃料電池組成。這種燃料電池利用氫氣為原料，通過和空氣中的氧氣發(fā)生電化反應(yīng)產(chǎn)生電能。整個過程實際上不發(fā)生我們可見的燃燒，也不排放溫室氣體，唯一的副產(chǎn)品是水。
為了使燃料電池輸出更多的電力，需要多個燃料電池組成“安塔里斯”滑翔機(jī)的電池組。這是因為單個燃料電池只能輸出0.6～0.7伏的電壓，不足以為飛機(jī)提供動力。研究人員開發(fā)了一種特殊的輕型氣冷電池組系統(tǒng)，可以將成百個燃料電池組合在一起，并附有導(dǎo)電石墨板。石墨板和每個燃料電池連接，傳導(dǎo)電流，并通過專門管道輸送氫和氧。在這些技術(shù)的幫助下，燃料電池可以把飛機(jī)送上藍(lán)天。
目前研究者面臨的挑戰(zhàn)是如何盡量降低燃料電池的尺寸和重量，以保證其能夠應(yīng)用于更多場合。達(dá)到這一目標(biāo)的關(guān)鍵是盡可能地減少組件的數(shù)量。傳統(tǒng)的低溫燃料電池系統(tǒng)最高操作溫度為80攝氏度，而新開發(fā)出的膜電極燃料電池的操作溫度可達(dá)180攝氏度。這種燃料電池可以氣冷，而不必通過水冷。這就可以除去傳統(tǒng)的空氣增濕器、水泵、水罐、閥門和清潔系統(tǒng)。
德國宇航中心說，生產(chǎn)氫燃料的過程也能夠使用可再生能源，這將使得這種飛機(jī)真正實現(xiàn)在飛行過程中的零排放。研究人員韋爾納說：“我們改進(jìn)了燃料電池的性能和效率，使得有人駕駛飛機(jī)如今也能使用燃料電池來飛行……這可讓我們證明這項技術(shù)的真正潛能，特別是它能在航空領(lǐng)域派上用場。”
雖然燃料電池要成為商用飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的主要能源來源，還有很長的一段路要走，它其實已是現(xiàn)有能源系統(tǒng)中一個令人關(guān)注和重要的替代能源，是個可靠的機(jī)載電源。在能源短缺的情況下，燃料電池將發(fā)揮其作用，因為氫來源于水，儲量十分豐富，可以通過風(fēng)能或太陽能來分解水生產(chǎn)氫，可以保證氫能源的穩(wěn)定供應(yīng)。此外，相對于傳統(tǒng)動力技術(shù)，其能量轉(zhuǎn)換效率更高。
除了減排的優(yōu)勢外，燃料電池飛機(jī)還有許多可以感受到的環(huán)保優(yōu)勢。當(dāng)“安塔里斯”首次起飛時，所有認(rèn)為自己會聽到發(fā)動機(jī)尖嘯聲的人都感到特別意外，因為這架飛機(jī)幾乎是無聲無息地離開了跑道。與此同時，人們沒有也聞不到其他飛機(jī)所散發(fā)的燃料臭味。總之，這是一架無聲無臭的清潔飛機(jī)。
研究人員表示，“安塔里斯”的進(jìn)一步測試成功之后，他們希望將這種燃料電池用到空客A320上。6月8日，國際航空運(yùn)輸協(xié)會宣布，到2020年全球航空公司將實現(xiàn)二氧化碳排放的零增長。隨著世界人口的增多，航空運(yùn)輸業(yè)也將日漸繁忙，要想在2020年達(dá)到零增長的目標(biāo)，就得不斷開發(fā)清潔能源，燃料電池可以作為一種重要的能源進(jìn)軍航空業(yè)。 ■
這架燃料電池飛機(jī)名為“安塔里斯”DLR-H2型機(jī)動滑翔機(jī)，它可連續(xù)飛行5小時，航程可達(dá)750公里，由多家航空公司和一家燃料電池公司合作。其燃料電池系統(tǒng)位于后翼夾層中，由膜電極燃料電池組成。這種燃料電池利用氫氣為原料，通過和空氣中的氧氣發(fā)生電化反應(yīng)產(chǎn)生電能。整個過程實際上不發(fā)生我們可見的燃燒，也不排放溫室氣體，唯一的副產(chǎn)品是水。
為了使燃料電池輸出更多的電力，需要多個燃料電池組成“安塔里斯”滑翔機(jī)的電池組。這是因為單個燃料電池只能輸出0.6～0.7伏的電壓，不足以為飛機(jī)提供動力。研究人員開發(fā)了一種特殊的輕型氣冷電池組系統(tǒng)，可以將成百個燃料電池組合在一起，并附有導(dǎo)電石墨板。石墨板和每個燃料電池連接，傳導(dǎo)電流，并通過專門管道輸送氫和氧。在這些技術(shù)的幫助下，燃料電池可以把飛機(jī)送上藍(lán)天。
目前研究者面臨的挑戰(zhàn)是如何盡量降低燃料電池的尺寸和重量，以保證其能夠應(yīng)用于更多場合。達(dá)到這一目標(biāo)的關(guān)鍵是盡可能地減少組件的數(shù)量。傳統(tǒng)的低溫燃料電池系統(tǒng)最高操作溫度為80攝氏度，而新開發(fā)出的膜電極燃料電池的操作溫度可達(dá)180攝氏度。這種燃料電池可以氣冷，而不必通過水冷。這就可以除去傳統(tǒng)的空氣增濕器、水泵、水罐、閥門和清潔系統(tǒng)。
德國宇航中心說，生產(chǎn)氫燃料的過程也能夠使用可再生能源，這將使得這種飛機(jī)真正實現(xiàn)在飛行過程中的零排放。研究人員韋爾納說：“我們改進(jìn)了燃料電池的性能和效率，使得有人駕駛飛機(jī)如今也能使用燃料電池來飛行……這可讓我們證明這項技術(shù)的真正潛能，特別是它能在航空領(lǐng)域派上用場。”
雖然燃料電池要成為商用飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的主要能源來源，還有很長的一段路要走，它其實已是現(xiàn)有能源系統(tǒng)中一個令人關(guān)注和重要的替代能源，是個可靠的機(jī)載電源。在能源短缺的情況下，燃料電池將發(fā)揮其作用，因為氫來源于水，儲量十分豐富，可以通過風(fēng)能或太陽能來分解水生產(chǎn)氫，可以保證氫能源的穩(wěn)定供應(yīng)。此外，相對于傳統(tǒng)動力技術(shù)，其能量轉(zhuǎn)換效率更高。
除了減排的優(yōu)勢外，燃料電池飛機(jī)還有許多可以感受到的環(huán)保優(yōu)勢。當(dāng)“安塔里斯”首次起飛時，所有認(rèn)為自己會聽到發(fā)動機(jī)尖嘯聲的人都感到特別意外，因為這架飛機(jī)幾乎是無聲無息地離開了跑道。與此同時，人們沒有也聞不到其他飛機(jī)所散發(fā)的燃料臭味。總之，這是一架無聲無臭的清潔飛機(jī)。
研究人員表示，“安塔里斯”的進(jìn)一步測試成功之后，他們希望將這種燃料電池用到空客A320上。6月8日，國際航空運(yùn)輸協(xié)會宣布，到2020年全球航空公司將實現(xiàn)二氧化碳排放的零增長。隨著世界人口的增多，航空運(yùn)輸業(yè)也將日漸繁忙，要想在2020年達(dá)到零增長的目標(biāo)，就得不斷開發(fā)清潔能源，燃料電池可以作為一種重要的能源進(jìn)軍航空業(yè)。 ■
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來源：UPS應(yīng)用
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http:www.mangadaku.com/news/2009-7/2009727163634.html
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