新型氢燃料电池加入“脱碳航空赛道” 能量密度有望大增50%

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财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,据报道,美国绿色能源初创企业HyPoint航空燃料电池目前已几乎达到普通燃料电池重量的三倍。而近期,得益于跟德国化学公司巴斯夫(BASF)合作开发的新质子导电膜,其功率密度将有望再提高50%。

BASF是一家在20世纪80年代生产录音磁带才成为家喻户晓的公司。自从CD在20世纪90年代被取代以来,许多人都没有听说过这个名字。实际上,BASF是一家成立于1865年的德国跨国化学品生产商。这家公司花了156年时间制造各种化学品。染料,苏打,硫酸,氨,塑料,聚氨酯,苯乙烯,炸药,你能想到的都有,只是因为其客户大多为企业,所以不为众所熟悉。

在这一百多年的历史长河中,值得注意的是,巴斯夫以Celtec的品牌制造质子导电膜也已有15年。据悉,质子交换膜是氢燃料电池的一个关键组成部分。

它的工作原理大致是这样的:氢气(H2)和氧气(O2)气体被放置在膜的两侧,该膜的设计只允许单一的、带正电的氢质子通过。氢气一侧的铂金催化剂将每个H2分子分割成两个H 质子和两个电子。质子通过膜移动到氧气侧,而电子在流经电路后在那里跟它们相遇并产生电流。然后电子、质子和氧气在另一侧结合形成水。

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现在,BASF推出了一种新的薄膜,能够承受比以前更高的工作温度和压力,且具有更强的机械性能。而另一方面,HyPoint正在开发一种独特的“涡轮空气冷却”燃料电池,它跟传统设计不同,是因为它使用更高的温度和压力,从而迫使更多的质子更快地通过膜并产生更多的能量。

HyPoint说,在给定的输出功率下,它比市场上的其他燃料电池轻得多,部分原因是它不需要任何冷却装置。这使得它在零排放的飞机上特别有吸引力。该公司还表示,它的使用寿命是其他设计的四倍,而且在低纯度氢气的情况下,它的工作性能比许多其他设计都要好。

这两家公司表示,“新的高性能燃料电池系统预计将达到3000W/kg以上,比目前的系统至少增加50%。此外,新膜还将让HyPoint的燃料电池对氢燃料中的杂质拥有更大的容忍度。”

他们还称,这款产品将在2024年年中进行验证并可提供给客户。在电动航空领域,重量是至关重要的,每节省一磅就能多飞一点航程或多运一点货物,这种优化项目将成为该领域的一个重要进展。氢燃料电池技术在2050年实现零碳排放的竞赛中至关重要,上述电池是目前中距离电动飞行的唯一可行选择。

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