新型氫燃料電池加入“脫碳航空賽道” 能量密度有望大增50%

財聯(lián)社（上海，編輯 黃君芝）訊，據(jù)報道，美國綠色能源初創(chuàng)企業(yè)HyPoint航空燃料電池目前已幾乎達(dá)到普通燃料電池重量的三倍。而近期，得益于跟德國化學(xué)公司巴斯夫（BASF）合作開發(fā)的新質(zhì)子導(dǎo)電膜，其功率密度將有望再提高50%。

BASF是一家在20世紀(jì)80年代生產(chǎn)錄音磁帶才成為家喻戶曉的公司。自從CD在20世紀(jì)90年代被取代以來，許多人都沒有聽說過這個名字。實際上，BASF是一家成立于1865年的德國跨國化學(xué)品生產(chǎn)商。這家公司花了156年時間制造各種化學(xué)品。染料，蘇打，硫酸，氨，塑料，聚氨酯，苯乙烯，炸藥，你能想到的都有，只是因為其客戶大多為企業(yè)，所以不為眾所熟悉。

在這一百多年的歷史長河中，值得注意的是，巴斯夫以Celtec的品牌制造質(zhì)子導(dǎo)電膜也已有15年。據(jù)悉，質(zhì)子交換膜是氫燃料電池的一個關(guān)鍵組成部分。

它的工作原理大致是這樣的：氫氣（H2）和氧氣（O2）氣體被放置在膜的兩側(cè)，該膜的設(shè)計只允許單一的、帶正電的氫質(zhì)子通過。氫氣一側(cè)的鉑金催化劑將每個H2分子分割成兩個H+質(zhì)子和兩個電子。質(zhì)子通過膜移動到氧氣側(cè)，而電子在流經(jīng)電路后在那里跟它們相遇并產(chǎn)生電流。然后電子、質(zhì)子和氧氣在另一側(cè)結(jié)合形成水。

現(xiàn)在，BASF推出了一種新的薄膜，能夠承受比以前更高的工作溫度和壓力，且具有更強(qiáng)的機(jī)械性能。而另一方面，HyPoint正在開發(fā)一種獨特的“渦輪空氣冷卻”燃料電池，它跟傳統(tǒng)設(shè)計不同，是因為它使用更高的溫度和壓力，從而迫使更多的質(zhì)子更快地通過膜并產(chǎn)生更多的能量。

HyPoint說，在給定的輸出功率下，它比市場上的其他燃料電池輕得多，部分原因是它不需要任何冷卻裝置。這使得它在零排放的飛機(jī)上特別有吸引力。該公司還表示，它的使用壽命是其他設(shè)計的四倍，而且在低純度氫氣的情況下，它的工作性能比許多其他設(shè)計都要好。

這兩家公司表示，“新的高性能燃料電池系統(tǒng)預(yù)計將達(dá)到3000W/kg以上，比目前的系統(tǒng)至少增加50%。此外，新膜還將讓HyPoint的燃料電池對氫燃料中的雜質(zhì)擁有更大的容忍度。”

他們還稱，這款產(chǎn)品將在2024年年中進(jìn)行驗證并可提供給客戶。在電動航空領(lǐng)域，重量是至關(guān)重要的，每節(jié)省一磅就能多飛一點航程或多運一點貨物，這種優(yōu)化項目將成為該領(lǐng)域的一個重要進(jìn)展。氫燃料電池技術(shù)在2050年實現(xiàn)零碳排放的競賽中至關(guān)重要，上述電池是目前中距離電動飛行的唯一可行選擇。

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