[英國《防務新聞》2005年10月6日報道]   美國空軍學院位于科羅拉多州，目前有11個院系在開展無人機有關技術的研究，其中化學部的教員和學生們正在研究可用于無人機的氫燃料電池技術。該學院早在大約10年前就開始涉足這項技術，那時它與位于科羅拉多州巨石城（Boulder）的鮑爾航宇公司和位于科羅拉多州利特爾頓（Littleton）的氫成份公司（Hydrogen Components）開展了燃料電池及其儲氫原料的研究工作，目的是尋求一種特種作戰(zhàn)部隊士兵個人用電池的替代產品。而在目前進行的研究中，燃料電池的開發(fā)由鮑爾航宇公司負責，化學部師生則專攻氫組分研究及氫發(fā)生器的部件研制。

  化學式氫發(fā)生器的總體構想是利用鋰和鋁的氫化物作為儲氫原料，通過化學反應將這些金屬氫化物中的氫元素釋放出來，這就產生了燃料電池所需的氫燃料。對一架無人機來說，氫燃料的釋放速度和流量必須與它所需要的電能相匹配?？哲妼W院化學研究中心主任約翰·維爾克斯（John Wilkes）博士指出：“這是棘手問題之一。目前它已經工作得很好，但我們想做到更好。我們正努力將氫發(fā)生器的產氫率提高到現在的3倍，所采取的措施是提高氫燃料的產生速度和采用能化合更多氫元素的儲氫原料。最終我們將可能開發(fā)出一種這樣的氫發(fā)生器/燃料電池組合體，它非常輕，但足以推動一架電動無人機”。

  在無人機領域，氫燃料電池技術的主要應用對象將是采用電推進的小型無人機。與采用內燃發(fā)動機或渦輪發(fā)動機相比，電推進的聲輻射和熱輻射都較低，所以能提高無人機的低可探測性能。此外它能可靠地起動，并且非常緊湊。但是，今天的常規(guī)電池對電推進無人機來說仍然太重，而氫燃料電池的重量要比等功率的常規(guī)電池輕50%以上。

  維爾克斯博士說：“我們目前已實現了第一個目標，即氫原料的產氫率按重量比算達到6%，這就是說100磅(45.4千克)的氫原料能產生6磅（約2.72千克）的氫。這聽起來很少，但由于氫是一種很輕的元素，6磅（約2.72千克）氫氣的體積超過30000升。我們正打算嘗試將產氫率進一步提高到18%”。

目前，為實現6%產氫率而采用的化學方法的潛力實際上僅發(fā)揮了一半。學員們正在進行試驗以解決這個問題。他們正嘗試利用納米技術（Nanoparticle Technology）使氫原料的每個原子都能得到利用，還在研究利用催化劑提高反應過程中的產氫速度，這樣可能也能提高氫原料的利用率。

  維爾克斯博士還說：“美國陸軍已經試驗了9臺我們開發(fā)的氫發(fā)生器/50瓦燃料電池組合原型。目前這種系統(tǒng)成本過高，所需化合物稀少，并且難以實現再充電。我們目前所取得的積極成果是所產生的氫不需要在低溫或高壓的環(huán)境中存儲，而可在常溫常壓下永遠保持穩(wěn)定，直到你開啟燃料電池使之發(fā)生作用。但是,就像許多新技術一樣，它走向實用還有許多工作要做，包括進一步提高產氫率的許多研究，大量的工程化發(fā)展工作和對制造技術的投資。從基礎研究通向一種可以實際使用的系統(tǒng)是一條漫長的路，通常需要20年甚至更久”。   

  展望未來，氫燃料電池可能取代地面車輛（包括火車）的現有動力裝置，并成為公用發(fā)電設備。目前全球年用電量大約是13太瓦（1太瓦=1萬億瓦），其中大多數來自石油，煤和天然氣。(中國航空信息中心  張洋)