HyPoint的“涡轮燃料电池”有看为eVTOL飞机升迁续航里程和动力
发布时间:2020-06-04

本文转自【cnBeta.COM】;

据外媒New Atlas报道,一家俄美相符资公司外示,其新式“涡轮风冷”燃料电池设计可挑供三倍于清淡燃料电池的功率和四倍于清淡燃料电池的寿命,为高速、远距离、氢动力电动VTOL飞机掀开了大门。在航空业中,重量是通盘,而谈及像即将到来的电动垂直首飞和降落(eVTOL)竞争者们所期待的那样的能量浓密型垂直首降时,重量就更加主要。几乎所有的公司都在行使锂电池来制造原型机,但原形很浅易,锂电池的能量密度还有很大的挑起飞间。

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商用航空出租车必要全天飞走,而不是长时间连接充电站,以是每一家围绕着锂电池进走规划的公司都在祈祷,期待能从测试实验室中展现一栽微妙的新化学成分,使其容量是现在最益的电池的两倍或三倍。这很能够会发生,但氢气已经最先成为一栽很益的替代品。在地面运输方面,氢气是个麻烦,但在电动航空周围,它能够是个完善的选择。它挑供了更高的能量密度,有看实现不凡的飞走耐力,而且它能够让你在几分钟内加满燃料,就像给汽车的油箱加满油相通。

原形上,一些企业已经最先对它下注了。美国东海岸的eVTOL初创公司Skai正在争先恐后地推出一款六旋翼五座飞机,该公司,在你必要给氢气罐加氢之前,它能够在空中飞走4幼时或400英里(644公里)。但一家俄美相符资初创公司外示,完善的eVTOL动力编制还欠缺一块拼图:轻量化、高功率的燃料电池设计。

这家总部位于加州的初创公司名为HyPoint。从2018年最先,HyPoint公司最先着手为工业级无人机编制制造矮温质子交换膜(LTPEM)燃料电池编制。但自从搬到硅谷并被Alchemist加速器项现在录取后,该公司最先关注更大的现在的。

“当吾们来到美国时,吾们看到了城市空气移动周围的重大潜力市场,”该公司首席实走官Alex Ivanenenko博士说。“这个市场的主要驱动力是机动性、紧凑性和能量密度。现在,主要的动力编制是竖立在锂电池上的,而锂电池有一个基本的技术壁垒。现有的锂电池能量密度较矮,而现有的燃料电池比功率较矮。航空运输市场必要高比功率和高能量密度。现在还异国一栽电源能够同时已足这两个请求。锂电不走,燃料电池也不走。”

据展望,正当的锂电池技术能够还有15年的时间,HyPoint团队最先将做事重点放在特意针对eVTOL的燃料电池设计上。Ivanenenko说,为了保持轻量化,必须采用风冷式设计;液冷式燃料电池在汽车周围做事得很益,但有关的冷却液箱和泵会添加寄生质量,在航空周围根本无法飞走。

他外示,但现在可用的风冷燃料电池的功率容量和寿命有限,而且只能在-5至30°C的温度下做事。因此,HyPoint团队着手开发出了更快、更耐用的产品,并挑出了他们所谓的 “涡轮风冷燃料电池”。

“吾们始末将燃料电池堆安放在空气管道内,始末风扇将加压、加湿和炎安详的空气进走循环,来升迁燃料电池堆的功率。”Ivanenenko外示。“始末压缩编制将空气的压缩量维持在3巴旁边的内部,含氧量降矮的空气始末限制阀进走充注,再换上含氧量平常的稀奇压缩空气。”

燃料电池堆的阴极侧的额外氧气与HyPoint公司开发的新式高温质子交换膜(HTPEM)技术相结相符,使能够始末燃料电池的氢气量是传统设计的三倍,在不添加任何能够使VTOL飞机重量消极的寄生冷却质量的情况下,将其特定功率输出添加三倍。

考虑到整个编制,HyPoint编制每公斤(2.2磅)的质量可挑供2000瓦的功率。最益的液冷式燃料电池的功率在150-800瓦/千克之间,其他风冷式燃料电池的功率大约在800瓦/千克。按照HyPoint公司本身的数据,整个编制的能量密度约为960 Wh/kg,而锂电池的能量密度清淡为这一数字的三分之一,联系我们而其他空气和液冷燃料电池编制的能量密度略高于一半。

Ivanenenko说,该编制还有其他一些重大的益处;它能够批准纯度只有99%的 "脏的 "氢气,这与LPTEM编制所需的99.999%的纯化氢气相比,成本矮得多。"这对于一个商业化的eVTOL操作来说,是一个主要的操作参数的重大消极,"他补充道。

它或多或少能够在任何现实世界的温度下做事,从-50到 50°C(-58到122°F)以及更高的温度。固然现阶段还在实验室中,但该团队展望这些燃料电池能够在不进走维护的情况下不息运走约20000幼时,而LTPEM编制清淡能够不息运走约5000幼时--这对于商业运营商来说是另一个特意主要的因素。

HyPoint已经与美国、欧洲和澳大利亚的新兴eVTOL市场的一些主要参与者进走了接触,Ivanenenko说,但他一时还不及挑及这些公司的名字,ZeroAvia和Bartini除外。“吾们看到很多公司都有很大的有趣,”他说。“吾们坚信吾们已经为他们找到了一个解决方案。他们中的很多人请求吾们用原型验证吾们的技术,由于到现在为止,吾们只在实验室里验证过。吾们也批准这个不都雅点。以是吾们今年的发展计划是做一个15到20千瓦的样机,来验证这个技术。然后在2022年形成完善的周围,比如150-200千瓦的编制。”

他说,从锂动力原型机转向氢动力编制,答该不必要对大无数eVTOL机身进走周详的重新设计,因此,倘若竞争者情愿在飞机设计内部移动一些东西,那么或多或少任何一个竞争者都有机会实现迅速加油的长途飞走。

那么坦然性如何呢?氢动力eVTOL会不会有爆炸风险?

“这是消耗者远大挑出的题目,”Ivanenenko说。“那也能够,由于吾认为大无数消耗者的技术不论如何都会很难换成氢气技术。这也是吾们凝神于与关心效果的大公司进走B2B的因为之一。”

"不过是的,‘这是氢弹!’记得兴登堡号吗!那是在1938年。差不多一百年前的事了。人们必要晓畅的是,氢气、氧气、丙烷和当然气都属于联相符类危险易燃气体。你用在烧烤炉上的丙烷瓶有同样的警告证书,它和氢气是联相符类的。氢气异国稀奇危险等级。而且,氢气是宇宙中最轻的气体,不能够在现场浓缩到那栽危险的浓度,能够会引首大爆炸。当然,你要按照稀奇的坦然规则,但也不要怕氢气。氧气要危险得多。"

他接着指出,他驾驶的是一辆丰田Mirai氢动力汽车。“它已经经过了彻底的坦然碰撞测试。任何一个氢动力编制的制造商都清新,在特定的行使中必要采取什么步骤才能获得响答的坦然证书,吾们也不会破例。”

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