燃料電池在軍事上有哪些應(yīng)用？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-16 23:29
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燃料電池在軍艦上的應(yīng)用
目前，各種燃料電池的研制風(fēng)起云涌，其應(yīng)用已滲透到各個(gè)領(lǐng)域，雖然汽車(chē)行業(yè)首當(dāng)其沖，但船舶制造業(yè)也緊跟其后。
燃料電池用作艦載電池，用多個(gè)燃料電池分別為不同的艦載系統(tǒng)供電，避免一旦集中式供電系統(tǒng)受損全艦都無(wú)法工作。它的特點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化、低噪音、無(wú)振動(dòng)，而且操作簡(jiǎn)單、易維護(hù)，可以減少艦上人員。
英國(guó)國(guó)防評(píng)估和研究機(jī)構(gòu)對(duì)pEMFC在未來(lái)海軍船只上的應(yīng)用情況進(jìn)行了鑒定，計(jì)劃利用pEMFC在船只停泊時(shí)提供1～2MW的電能。美國(guó)AnalyTIcpower（Ap）公司的研究結(jié)果表明，pEMFC是符合水面艦艇動(dòng)力要求的集中動(dòng)力系統(tǒng)中的最佳方案，隨后在美海軍的支持下開(kāi)始研制用于艦艇的10KW的pEMFC系統(tǒng)。荷蘭海軍的研究表明，如果M型護(hù)衛(wèi)艦的能源供應(yīng)系統(tǒng)用燃料電池－柴油機(jī)混合設(shè)計(jì)，和平時(shí)期節(jié)約燃料25%－30%。除了進(jìn)行可行性論證，荷蘭海軍還先后完成了1kW、5kW、10kW級(jí)的pEMFC設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。進(jìn)行的傾斜試驗(yàn)、沖擊振動(dòng)試驗(yàn)等試驗(yàn)表明，這些變化條件對(duì)燃料電池性能無(wú)明顯影響。所以pEMFC在軍艦上的應(yīng)用有很大的發(fā)展前景。
燃料電池在潛艇上的應(yīng)用
目前常規(guī)潛艇裝備的是傳統(tǒng)的柴油－電力推進(jìn)系統(tǒng)，水下行駛、推進(jìn)等所需能量?jī)?chǔ)存在鉛酸蓄電池中，潛艇的連續(xù)潛游距離，只受制于鉛酸蓄電池有限的容量。蓄電池放電后，潛艇必須上浮至通氣管狀態(tài)進(jìn)行航行，使用柴油機(jī)潛游同時(shí)給蓄電池充電，因而水下續(xù)航力低。上浮充電不僅很容易被對(duì)方雷達(dá)偵察到，同時(shí)柴油機(jī)為蓄電池充電時(shí)的噪聲，極易被對(duì)方水聲器材偵察到，使?jié)撏П┞堵矢?。因此減少通氣管航行的次數(shù)和時(shí)間，增加水下續(xù)航能力，降低暴露率，對(duì)潛艇的戰(zhàn)場(chǎng)生存具有重要意義。為此提出了采用不依賴空氣的動(dòng)力裝置AIp（AirIndependentpropulsion），以求獲得隱蔽和長(zhǎng)航性能。
pEMFC工作溫度合適，比功率高，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，安全可*，加上目前各國(guó)集中研究開(kāi)發(fā)，技術(shù)進(jìn)步塊，因此在多種AIp系統(tǒng)中，pEMFC是最有潛力的。潛艇采用pEMFC－AIp系統(tǒng)后，其紅外特征很小，向海水輻射的能量很少；基本不向艇外排放廢物；聲特性不超過(guò)柴電推進(jìn)裝置，能夠進(jìn)行超安靜運(yùn)行，這些特性使得潛艇的隱蔽性大大提高，具有極強(qiáng)的"隱形"作戰(zhàn)能力。pEMFC重量輕、體積小、功率密度高的優(yōu)點(diǎn)可擴(kuò)大倉(cāng)容，增強(qiáng)潛艇的靈活性和戰(zhàn)斗力。它的低噪聲、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)能改善艇員生活條件。在攜帶相同燃料和氧化劑的情況下，pEMFC－AIp系統(tǒng)續(xù)航力最大，并具有成為潛艇單一動(dòng)力的潛力。因此pEMFC－AIp系統(tǒng)對(duì)提高潛艇的隱蔽性和作戰(zhàn)靈活性具有重要的軍事意義，pEMFC潛艇有可能成為繼傳統(tǒng)的柴油機(jī)潛艇和核潛艇之后的第三代潛艇。
目前，各種燃料電池的研制風(fēng)起云涌，其應(yīng)用已滲透到各個(gè)領(lǐng)域，雖然汽車(chē)行業(yè)首當(dāng)其沖，但船舶制造業(yè)也緊跟其后。
燃料電池用作艦載電池，用多個(gè)燃料電池分別為不同的艦載系統(tǒng)供電，避免一旦集中式供電系統(tǒng)受損全艦都無(wú)法工作。它的特點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化、低噪音、無(wú)振動(dòng)，而且操作簡(jiǎn)單、易維護(hù)，可以減少艦上人員。
英國(guó)國(guó)防評(píng)估和研究機(jī)構(gòu)對(duì)pEMFC在未來(lái)海軍船只上的應(yīng)用情況進(jìn)行了鑒定，計(jì)劃利用pEMFC在船只停泊時(shí)提供1～2MW的電能。美國(guó)AnalyTIcpower（Ap）公司的研究結(jié)果表明，pEMFC是符合水面艦艇動(dòng)力要求的集中動(dòng)力系統(tǒng)中的最佳方案，隨后在美海軍的支持下開(kāi)始研制用于艦艇的10KW的pEMFC系統(tǒng)。荷蘭海軍的研究表明，如果M型護(hù)衛(wèi)艦的能源供應(yīng)系統(tǒng)用燃料電池－柴油機(jī)混合設(shè)計(jì)，和平時(shí)期節(jié)約燃料25%－30%。除了進(jìn)行可行性論證，荷蘭海軍還先后完成了1kW、5kW、10kW級(jí)的pEMFC設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。進(jìn)行的傾斜試驗(yàn)、沖擊振動(dòng)試驗(yàn)等試驗(yàn)表明，這些變化條件對(duì)燃料電池性能無(wú)明顯影響。所以pEMFC在軍艦上的應(yīng)用有很大的發(fā)展前景。
燃料電池在潛艇上的應(yīng)用
目前常規(guī)潛艇裝備的是傳統(tǒng)的柴油－電力推進(jìn)系統(tǒng)，水下行駛、推進(jìn)等所需能量?jī)?chǔ)存在鉛酸蓄電池中，潛艇的連續(xù)潛游距離，只受制于鉛酸蓄電池有限的容量。蓄電池放電后，潛艇必須上浮至通氣管狀態(tài)進(jìn)行航行，使用柴油機(jī)潛游同時(shí)給蓄電池充電，因而水下續(xù)航力低。上浮充電不僅很容易被對(duì)方雷達(dá)偵察到，同時(shí)柴油機(jī)為蓄電池充電時(shí)的噪聲，極易被對(duì)方水聲器材偵察到，使?jié)撏П┞堵矢?。因此減少通氣管航行的次數(shù)和時(shí)間，增加水下續(xù)航能力，降低暴露率，對(duì)潛艇的戰(zhàn)場(chǎng)生存具有重要意義。為此提出了采用不依賴空氣的動(dòng)力裝置AIp（AirIndependentpropulsion），以求獲得隱蔽和長(zhǎng)航性能。
pEMFC工作溫度合適，比功率高，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，安全可*，加上目前各國(guó)集中研究開(kāi)發(fā)，技術(shù)進(jìn)步塊，因此在多種AIp系統(tǒng)中，pEMFC是最有潛力的。潛艇采用pEMFC－AIp系統(tǒng)后，其紅外特征很小，向海水輻射的能量很少；基本不向艇外排放廢物；聲特性不超過(guò)柴電推進(jìn)裝置，能夠進(jìn)行超安靜運(yùn)行，這些特性使得潛艇的隱蔽性大大提高，具有極強(qiáng)的"隱形"作戰(zhàn)能力。pEMFC重量輕、體積小、功率密度高的優(yōu)點(diǎn)可擴(kuò)大倉(cāng)容，增強(qiáng)潛艇的靈活性和戰(zhàn)斗力。它的低噪聲、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)能改善艇員生活條件。在攜帶相同燃料和氧化劑的情況下，pEMFC－AIp系統(tǒng)續(xù)航力最大，并具有成為潛艇單一動(dòng)力的潛力。因此pEMFC－AIp系統(tǒng)對(duì)提高潛艇的隱蔽性和作戰(zhàn)靈活性具有重要的軍事意義，pEMFC潛艇有可能成為繼傳統(tǒng)的柴油機(jī)潛艇和核潛艇之后的第三代潛艇。
