【据航空周刊网站2023年4月4日报道】与其他行业相比,航空业在燃料电池方面起步较晚。因此,所需技术的准备程度相对较低,这意味着航空业可能难以实现与其减排承诺相一致的发展时间表。另一方面,航空燃料电池的性能有望得到重大改善。Universal Hydrogen和ZeroAvia等初创公司正在开发功率数百千瓦的氢电推进系统。
燃料电池的热管理是关键问题,需要采用热交换器对废热进行处理。提高燃料电池的工作温度可以减少热交换器的体积和重量——温度越高,冷却速度越快。赛峰公司的专家表示,从目前的标准温度80℃提高到120-150℃可以将热交换器的尺寸缩小1/2-1/3。
低温质子交换膜(PEM)燃料电池技术是最成熟的,一个100kW的质子交换膜燃料电池在80℃(176华氏度)下运行需要消耗100kW的能量。
GKN押注于中温技术。大约80℃的低温电池正在英国和瑞典的GKN测试室中试验,技术成熟度6级,可以进行产品开发。200℃的高温燃料电池技术成熟度2级,还有很长的路要走。中温技术则是关注110℃,可能在2030年代初在支线飞机上投入使用。目前正处于地面测试阶段,技术成熟度3-4级。提高燃料电池工作温度的挑战在于稳定化学性质。酸性液体具有腐蚀性,使得泄漏更加危险。GKN认为航空用燃料电池有很大的改进潜力:燃料电池的效率已经达到40-50%,高于内燃机的30-35%。
2022年底,GKN与菲尔顿系统工程公司合作测试了一台地面验证机,该项目获得英国政府的资助,旨在研究使用液态氢来增加搜救无人侦察机续航能力的可行性。GKN表示在这种规模下,推进系统只比传统系统稍微重一点,也更贵一点。
燃料电池的寿命是另一个问题。一辆典型的汽车将运行5000-6000小时,一架飞机的使用寿命是15000-20000小时,要长得多。此外,耐用性、可靠性、可维护性也都是急需解决的问题。