潛艇行業(yè)為何鐘情于燃料電池，不必不知道一比較它的好處實(shí)在太多了
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-08 10:21
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燃料電池是近年潛艇設(shè)計(jì)極為流行的先進(jìn)能源選擇。與斯特林、MESMA或CCD等AIP系統(tǒng)相比，燃料電池的最大優(yōu)勢(shì)是通過(guò)幾乎不發(fā)出噪音的電化反應(yīng)，直接產(chǎn)生直流電。斯特林、MESMA等都是以燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的熱能，將流體加熱使其體積膨脹，再通過(guò)熱機(jī)循環(huán)式的交/直流轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生電力，過(guò)程中牽涉到不少機(jī)械動(dòng)作。
所以燃料電池便在隱身性(包括安靜性與低熱信號(hào))、能量轉(zhuǎn)換效率(因?yàn)闋砍兜臋C(jī)械裝置最少)與降低機(jī)械復(fù)雜度等諸多方面，都有著很大優(yōu)勢(shì)，特別適合潛艇應(yīng)用。
具體對(duì)比的數(shù)據(jù)如下：燃料電池可將燃料化學(xué)能中的50~70轉(zhuǎn)換成可用電能(其他AIP只有30%左右)，燃燒溫度約只有其他AIP的一半，耗氧量為其他AIP的1/2至1/3，噪音值也是各系統(tǒng)中最低的。
許多燃料電池工作溫度較低，鹼性燃料電池約攝氏50~90度，質(zhì)子交換膜燃料電池約攝氏80度。較低的工作溫度意味著熱信號(hào)降低，人員工作環(huán)境也更加安全。燃料電池在反應(yīng)后通常僅產(chǎn)生極少量的氫，比常溫稍高且無(wú)毒性的水，可作為其他用途而不必排出艦體。甲醇重整燃料電池從柴油中取得氫的過(guò)程中， 同樣會(huì)產(chǎn)生高溫廢氣，甲醇燃料電池則會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。
反觀斯特林主機(jī)或封閉循環(huán)柴油機(jī)，都會(huì)持續(xù)地產(chǎn)生高溫廢氣，必須在水下加壓排除，除了牽涉到不少高難度科技工藝之外，也必須付出額外的功率消耗 ，還會(huì)限制潛艇的潛航深度。這是因?yàn)槌^(guò)一定潛航深度就無(wú)法順利排氣，例如斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)通常只能在200m的深度內(nèi)操作。
另外，燃料電池輸出的是電能，因此可以靠串聯(lián)更多單元來(lái)提高輸出，而斯特林柴油機(jī)等熱機(jī)就必須通過(guò)更為復(fù)雜的方法，例如加大熱機(jī)體積重量來(lái)提高輸出功率，然而先天上潛艇的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)就很難大型化。
當(dāng)交流電失電時(shí)，蓄電池迅速向事故性負(fù)荷提供能量，如各類事故照明、交流不停電電源、斷路器跳合閘等，同時(shí)也必須為事故停電時(shí)的控制、信號(hào)、自動(dòng)裝置、保護(hù)裝置及通信等負(fù)荷提供電力。
當(dāng)交流電失電時(shí)，蓄電池迅速向事故性負(fù)荷提供能量，如各類事故照明、交流不停電電源、斷路器跳合閘等，同時(shí)也必須為事故停電時(shí)的控制、信號(hào)、自動(dòng)裝置、保護(hù)裝置及通信等負(fù)荷提供電力。
