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新型氫燃料電池加入“脫碳航空賽道” 能量密度有望大增50%

財聯社(上海,編輯 黃君芝)訊,

據報道,美國綠色能源初創企業HyPoint航空燃料電池目前已幾乎達到普通燃料電池重量的三倍。而近期,得益於跟德國化學公司巴斯夫(BASF)合作開發的新質子導電膜,其功率密度將有望再提高50%。

BASF是一家在20世紀80年代生產錄音磁帶才成為家喻戶曉的公司。自從CD在20世紀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是一家成立於1865年的德國跨國化學品生產商。這家公司花了156年時間製造各種化學品。染料,蘇打,硫酸,氨,塑膠,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,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的品牌製造質子導電膜也已有15年。據悉,質子交換膜是氫燃料電池的一個關鍵組成部分。

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,該膜的設計只允許單一的、帶正電的氫質子透過。氫氣一側的鉑金催化劑將每個H2分子分割成兩個H+質子和兩個電子。質子透過膜移動到氧氣側,而電子在流經電路後在那裡跟它們相遇併產生電流。然後電子、質子和氧氣在另一側結合形成水。

現在,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,且具有更強的機械效能。而另一方面,HyPoint正在開發一種獨特的“渦輪空氣冷卻”燃料電池,它跟傳統設計不同,是因為它使用更高的溫度和壓力,從而迫使更多的質子更快地透過膜併產生更多的能量。

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上特別有吸引力。該公司還表示,它的使用壽命是其他設計的四倍,而且在低純度氫氣的情況下,它的工作效能比許多其他設計都要好。

這兩家公司表示,“新的高效能燃料電池系統預計將達到3000W/kg以上,比目前的系統至少增加50%。此外,新膜還將讓HyPoint的燃料電池對氫燃料中的雜質擁有更大的容忍度。”

他們還稱,這款產品將在2024年年中進行驗證並可提供給客戶。在電動航空領域,重量是至關重要的,每節省一磅就能多飛一點航程或多運一點貨物,這種最佳化專案將成為該領域的一個重要進展。氫燃料電池技術在2050年實現零碳排放的競賽中至關重要,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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