美國(guó)加州的氫燃料電池初創(chuàng)公司HyPoint與航空工程研發(fā)機(jī)構(gòu)格洛耶-泰勒實(shí)驗(yàn)室（GTL）合作，將其高功率密度燃料電池與后者的輕型液氫罐相結(jié)合，使飛機(jī)能夠攜帶更多的氫以增加航程。HyPoint負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)渦輪風(fēng)冷氫燃料電池，GTL公司正在開(kāi)發(fā)復(fù)合材料低溫罐，能以更輕的罐體重量?jī)?chǔ)存更多液氫。

燃料箱滿(mǎn)載時(shí)攜帶的燃料重量與燃料箱系統(tǒng)的重量之比被稱(chēng)為重量指數(shù)（GI）。在2020年5月發(fā)布的《歐洲清潔天空和燃料電池及氫能聯(lián)合企業(yè)》報(bào)告中稱(chēng)，最新概念的通勤飛機(jī)其液氫罐的重量指數(shù)為20%，而短途飛機(jī)的液氫罐重量指數(shù)需要達(dá)到35%，遠(yuǎn)程飛機(jī)則需要達(dá)到38%。

據(jù)HyPoint公司介紹，GTL開(kāi)發(fā)了一種長(zhǎng)2.4米、直徑1.2米的低溫儲(chǔ)罐，能夠容納超過(guò)150千克液氫。該低溫罐重67千克，包括復(fù)合材料儲(chǔ)罐、裙架和真空保溫瓶殼體等，其重量指數(shù)值接近70%。HyPoint表示，經(jīng)過(guò)反復(fù)低溫-熱壓循環(huán)后，該儲(chǔ)罐仍密封良好，技術(shù)成熟度處于6級(jí)水平。

儲(chǔ)罐內(nèi)部和保溫瓶外殼均使用了GTL公司的混成層壓板（BHL）復(fù)材技術(shù)，該技術(shù)旨在防止低溫應(yīng)用中的燃料泄漏，并采用了由美國(guó)國(guó)防預(yù)研局（DARPA）和美國(guó)航空航天局（NASA）驗(yàn)證的專(zhuān)利材料和制造工藝。

HyPoint表示，飛機(jī)配備了GTL的輕型罐體技術(shù)后，其航程是使用傳統(tǒng)航空燃料的3倍。根據(jù)該公司的分析，將“沖”8-300渦槳飛機(jī)改裝為氫燃料電池推進(jìn)系統(tǒng)，使用GTL的液氫箱后其最大航程將達(dá)到4488千米；相比之下，使用傳統(tǒng)技術(shù)建造的液氫燃料箱的話，飛機(jī)最大航程為2640千米；飛機(jī)使用煤油燃料的基線航程為1558千米（編者注，原文數(shù)據(jù)如此）。HyPoint聯(lián)合創(chuàng)始人、研發(fā)部負(fù)責(zé)人謝爾蓋·舒本科夫（Sergey Shubenkov）表示，上述結(jié)論代表了從紐約飛往芝加哥的高碳排放飛機(jī)與從紐約飛往舊金山的零碳排放飛機(jī)之間的區(qū)別。該分析基于HyPoint的新一代燃料電池系統(tǒng)，能量密度達(dá)3千瓦/千克。

GTL公司還正在開(kāi)發(fā)儲(chǔ)氫系統(tǒng)組件，該組件將從超輕型液氫低溫罐中向燃料電池輸送溫暖的氣態(tài)氫。HyPoint表示，這些系統(tǒng)使用的復(fù)合材料管材比傳統(tǒng)管材輕4倍，熱損耗量?jī)H為傳統(tǒng)管材的1/10。

關(guān)鍵詞： 復(fù)合材料