2020全球无人机应用及无人机防控大会预告启动

不久前，北京一家公司的一款六旋翼氢燃料电池无人机实现了连续飞行331分钟的世界纪录，在氢燃料电池技术方面取得了显著进展。

氢燃料电池以其高续航能力和环保特性，在无人机领域展现出巨大潜力。与锂电池相比，氢燃料电池克服了续航时间短的问题，这在无人机行业中尤为重要。

虽然无人机已经在多个民用领域得到应用，但续航问题一直是一个瓶颈。锂电池作为常见的动力源，受限于能量密度，难以实现重大突破。因此，氢燃料电池成为了许多企业和科研人员探索的新方向。

2016年3月，中国某无人机企业推出了一款多旋翼无人机，配备了武汉众宇动力系统科技有限公司研发的氢燃料电池系统，续航时间达到了273分钟。这款产品的发布引起了行业的广泛关注，超长的续航能力被认为是解决无人机行业痛点的有效方案。

那么，氢燃料电池究竟是什么呢？

氢燃料电池是一种利用氢这种化学元素产生电力的装置。其工作原理是电解水的逆反应，将氢和氧分别供给阴极和阳极，氢在阳极分解为氢离子（质子），并通过电解质移动到阴极，同时释放电子，通过外部电路到达阴极，与氧气反应生成水。由于氧气可以从空气中获取，只需不断供应氢气和空气，并及时排除水蒸气，就能持续提供电力。氢燃料电池不储能，确切地说，它是一种氢发电装置。

氢燃料电池技术早在半个世纪前就已经应用于航天领域，例如“阿波罗”号飞船就装备了这种高效的小型装置。然而，由于成本和技术难题，氢燃料电池技术长期以来难以大规模推广，直到汽车行业发现了其潜力，才逐渐走向民用。

2008年奥运会期间，上海大众提供了20辆搭载氢燃料电池的帕萨特领驭汽车，作为“绿色车队”。2014年，丰田发布了首款商用氢燃料电池汽车Mirai，并宣布开放部分相关专利，旨在推动氢能源汽车的发展。此外，本田、雷克萨斯和奔驰等品牌也推出了各自的氢燃料电池车型。

尽管这些车辆主要还处于展示阶段，但氢能被视为连接化石燃料和可再生能源的重要桥梁，是实现可持续能源供应的关键。

氢燃料电池在无人机领域的应用虽然起步较晚，但一直在稳步发展。早期是由军工单位和研究机构主导，后来企业也开始参与，尝试将氢燃料电池无人机产业化。

2012年，辽宁通用航空研究院自主研发的“雷鸟”氢燃料无人机和同济大学与上海奥科赛飞机公司合作研发的“飞跃一号”氢燃料电池无人机相继完成试飞。

2013年，美国海军研究实验室开发的“离子虎”无人机搭载液氢燃料，创造了48小时1分钟的飞行记录，打破了之前26小时的记录。

2016年2月，苏格兰海洋科学协会在苏格兰机场进行了首次使用固态氢动力系统的无人机飞行测试，运行时间长达200英尺，平稳降落。该系统采用Cella公司的氢气发生器和Arcola集成的燃料电池，运行原理为：氢气发生器使用一种特殊材料，在100℃以上的温度下释放氢气。

随着企业陆续推出氢燃料电池无人机产品，氢燃料电池无人机在民用领域的应用前景引起了更多关注。

氢燃料电池之所以受到青睐，主要因为其以下几个优点：

一、高续航能力

目前市场上多数多旋翼无人机使用锂聚合物电池，续航时间通常在20至30分钟之间，但氢燃料电池无人机的续航时间远远超过这一水平。例如，众宇动力在新疆达坂地区进行的测试中，搭载氢燃料电池系统的六旋翼无人机在恶劣环境下实现了2小时的续航。

二、环保

氢燃料电池的唯一排放物是水蒸气，对环境的影响几乎可以忽略不计。随着全球工业化的加速，氢能有望成为化石燃料的替代品，有助于减轻环境污染。

三、安全

氢气是最轻的燃料，容易扩散，不易聚集。燃料电池的工作温度一般在80℃以下，不会引发燃烧。此外，海拔高度对燃料电池性能的影响较小。

尽管氢燃料电池无人机在技术上取得了突破，但仍存在一些争议，如氢气的制取、储存和成本问题。实际上，氢气的制取方法多样，常见的包括水电解和化石燃料重整，技术已经相当成熟。然而，氢气的成本仍然较高，尤其是在分装、运输和分销环节。但随着氢能源在其他领域的广泛应用，其成本有望大幅下降。

此外，氢燃料电池的成本主要受制于生产规模，而非材料本身。当前，铂作为催化剂的使用量极少，材料成本不高。未来，随着氢燃料电池在汽车和其他领域的普及，其成本将进一步降低。

总的来说，氢燃料电池作为一种新型能源，在无人机、汽车、工厂和住宅供电等领域都有着广阔的应用前景。各国政府和企业都在积极推动氢燃料电池技术的发展，相信不久的将来，氢燃料电池将在无人机行业实现规模化和商业化应用。