氫燃料電池在軍事的應用（二） 美國海軍啟動氫燃料電池為動力的水下無人航行器

發布時間：

2023-10-06

美國海軍啟動了氫燃料電池在水下無人航行器（UAV）應用的項目

       美國國防部9月1日宣布，美國海軍啟動了氫燃料電池在水下無人航行器（UAV）應用的項目。在極深的地方對自主水下航行器采用氫燃料電池作為動力，能夠延長任務持續時間和活動范圍，從而達到無人水下航行器（AUV）無需返回基地或母艦進行中途充電

。

  該項目將使無人水下航行器能夠在遠離目前深海作業所需的支持機制的情況下獨立運行。受 AUV 使用增加的推動，美國海軍設施工程指揮工程于 8 月初啟動了該計劃，并利用能源能力基金資助從 2024 年初開始由遠征戰爭中心進行的測試

美國Hibbard Inshore公司在瑞典薩博生產的劍齒虎無人水下航行器（AUV） 基礎上，配備了 Teledyne Energy Systems 公司的燃料電池作為增壓器 (SSC)。燃料電池可以延長 無人水下航行器（AUV） 的任務持續時間，并且通過減少與水面艦艇重新連接的要求，還降低了運營風險和成本。 

    該無人水下航行器（AUV）在不使用氫燃料電池的情況下運行，在脫離母船或其他電源的情況下具有 12 小時的電池壽命，使其在 1,200m 深度的航行范圍約為 20 公里。配備氫燃料電池后的續航距離，是由其可攜帶的氫氣和氧氣容量決定的，目前尚未公布。劍齒虎的主要任務是執行測量功能和復雜結構的檢查，這些任務與海底戰爭中的防御作用密切相關。

       GlobalData 的《2018-2028 年全球水下作戰系統市場》報告指出， 2016 年通用汽車公司、海軍研究辦公室、和美國海軍研究實驗室，三方聯合開始研究無人水下航行器（AUV） 配備氫燃料電池的可行性。

    相比陸地上的應用，氫燃料電池在水下的應用面臨的一些挑戰，包括與氫和氧的儲存、浮力和平衡問題。海洋環境下，燃料電池在密封容器中的運行也是一個問題，因為在此過程中產生的冷凝會腐蝕燃料箱內部或導致電子設備故障。同樣，運行過程中產生的惰性氣體必須小心處理，以避免內部壓力積聚。 

   將氫燃料電池的運行轉移到密封容器還需要進行其他調整，以考慮容器中氫氣和氧氣的積累，因為在燃料電池的啟動和關閉過程中，燃料電池需要從陽極或陰極回路中清除這些氣體時，就會出現問題。因為處于深水中，由于水壓的作用，這些氣體無法像在陸地上一樣，直接從管路里排到大氣中。

   雖然面臨這些挑戰，但是氫燃料電池在無人水下航行器（AUV）的應用前景還是很光明的。

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