近三年来航空航天及军用燃料电池进展要点课件.ppt

1、近三年来航空航天及军用燃料近三年来航空航天及军用燃料电池进展电池进展内容概括军事应用潜艇士兵装备航空航天燃料电池飞机军用燃料电池的特点( 1)隐身性能好, 工作温度低。( 2)系统反应快、运行可靠性强、维护方便。( 3)高效率、大容量、长寿命( 4)体积小、重量轻在军事上的应用领域 用作潜艇动力源 通信指挥系统电源 军事备用电源潜艇的AIP系统 AIP (Air-independent propulsion）系统：在常规潜艇的蓄电池组和柴油发电机组的基础上再添加一个不依赖空气的推进装置, 以增加潜艇的巡航能力和机动性。 优点：可直接输出电能而无需转换, 噪音低 和接近零排放, 有较高的燃料利用

2、率和能量转化率；与铅酸蓄电池及镐镍、锌锰、镍氢等电池相比, 有较高的比能和比功率, 不需要充电, 而只要补充燃料和氧化剂 而相比于锂电池, 其功率范围要大得多。潜艇用FC/AIP 的基本原理 将氢燃料和氧化剂输送到燃料电池本体电堆，通过两种物质在质子交换膜两侧催化剂表面进行化学反应将化学能直接转化为电能。在高速航行时，以柴电系统作为潜艇的动力源；低速航行时，以FC/AIP 系统 作为动力源。 FC/AIP系统由燃料电池本体、氢源、氧源、辅助系统和管理系统组成氢气的储存 FC/AIP系统的储氢量决定了潜艇的续航力。金属氢化物因高体积密度和高安全性是目前最适合潜艇FC/AIP系统的储氢方式。把储氢

3、合金放在一定温度和压力下置于氢气气氛中时，就可以吸收大量的氢气，生成金属氢化物。而加热条件下，金属氢化物又释放出氢气，利用储氢合金对氢气的可逆吸附来实现对氢气的储存。德国新型燃料电池潜艇德国新型燃料电池潜艇这种高技术潜艇是由德国基尔 造船厂和蒂森北海造船厂联合研制的。为了能让潜艇长时间隐蔽在水下，U212A潜艇带有足够的氢和氧。视作战条件，一般来说在水下呆4周没有问题。国外徒步士兵用燃料电池 目前应用在徒步士兵系统的燃料电池主要有DMFC、RMFC、SOFC。DMFC JENNY 600S 是SFC 公司的新型便携式燃料电池，效率高、小巧、质量轻，工作安静，士兵可背在身上。它是专门针对军事领域

4、应用而设计的一款电池，与锂离子电池相比，可大幅降低士兵的负重达80。 EMILY65W专门设计用于军用车辆，可为车上各种设备电池自动充电，相当于现场发电机，可用于帐篷，草屋，各种掩体，还用于无人操作应用。EMILY安静免维护，可为各种设备独立供电，其中包括无线电和其他通信设备、夜视设备、导航设备、电脑以及所有军用系统-不论季节天气如何。 FC250燃料电池系统额定输出250W，日常充电容量6kWh。它可为大型军用车辆上的设备供电，也可作为现场发电机。 韩国三星公司为徒步士兵系统开发了高效率的便携式直接甲醇燃料电池，其一次产生的电量高达1.8 kWh，这相当于士兵执行3 h 任务所需的电能。从2

5、010 年，三星公司就开始商业化该电池在军事领域的应用。RMFC Ultracell 公司专门为美国陆军设计的一种25 W 重整甲醇燃料电池（RMFC）。2009 年12 月，这种燃料电池加入加利福尼亚州本宁堡机动作战实验室“陆军远征武士试验”。该电池为便携式燃料电池，可满足军队在偏远地区使用的移动电子设备的用电需求，如微型通信终端、远程系统、电池充电、计算机和无线电接收装置，最长可提供长达25 天的不间断电源。 Ultracell 公司在25 W 重整甲醇燃料电池的基础上改进设计了额定功率为55W，峰值功率为85W的重整甲醇燃料电池。该燃料电池由高纯度、生物降解的甲醇驱动，工作时无噪音，无污

6、染物排放，可驱动无线电、卫星通信、远程或移动监察系统、膝上型电池和为电池充电，是军用便携式电源的理想选择。燃料电池飞机燃料电池飞机2009 年7 月7 日，全球首架使用燃料电池驱动的有人驾驶飞机在德国北部城市汉堡试飞成功：“安塔里斯”DLR-H2 型机动滑翔机， ，可连续飞行5 h，航程可达750 km，其燃料电池系统位于后翼夹层中。 2009 年8 月6 日，世界第一架商用氢燃料电池驱动的无人驾驶飞行器（ UAS）“ Boomerang” 在华盛顿亮相。该飞机由以色列BlueBird Aero Systems 公司开发，是一个全电动、质量9 kg 的UAS。飞机所使用的高性能氢动力系统就是由

7、Horizon Fuel Cell Technologies 公司开发的AEROPAK，可以飞行9 个多小时。 2009年11月8日，以上海交通大学为总体单位、中科院大连化学物理研究所燃料电池为动力能源的“致远一号”飞艇在上海宝山区的飞艇基地试飞成功。这是我国首次采用质子交换膜燃料电池作为飞艇主动力。 2010年4月30日，空客A320飞机燃料电池在世博会汉堡之家展出（飞机的机载设备及液压系统提供电力，但该系统目前只是作为飞机应急动力装置的一个安全备份 ）。）。 2010年8月17日， Intelligent Energy公司将其燃料电池用于试验飞机，尽管只能飞行15分钟，但仍然是一次突破。 2010年11月，俄罗斯的CIAM-80无人飞机试飞，它是以氢燃料电池驱动 意大利的SkySpark团队现在计划侧重于由氢燃料电池供电的发动引擎。 Aero Vironment 已将氢燃料电池用于巡游在高层大气层的庞大的固定翼无人侦察机。Thanks for your attention！