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超輕液態(tài)氫罐有望使飛機航程提升四倍

2022-04-22 05:35:46 來源：cnBeta.COM

一種革命性的低溫氫氣罐設(shè)計有望從根本上提高氫動力飛機的航程。采用這種清潔燃料電池的客機可以比使用噴氣燃料的同類飛機飛得遠四倍。

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田納西州公司Gloyer-Taylor實驗室（GTL）多年來一直致力于開發(fā)由石墨纖維復(fù)合材料和其他材料制成的超輕量級低溫罐。GTL聲稱它已經(jīng)建造并測試了幾個低溫罐，與最先進的航空低溫罐（金屬或復(fù)合材料）相比，質(zhì)量大大降低了75%。該公司說，他們已經(jīng)測試了密封性，甚至通過了幾個低溫熱壓循環(huán)，而且這些罐子的技術(shù)準備程度（TRL）為6+，其中TRL 6代表在操作環(huán)境中已經(jīng)驗證了原型水平的技術(shù)。

當你處理像液態(tài)氫這樣的燃料時，這種重量的減輕會產(chǎn)生巨大的差異，因為液態(tài)氫本身的重量很小。對于一個典型的壓縮氣體氫氣罐來說，典型的質(zhì)量分數(shù)（燃料對滿罐重量的貢獻程度）只有10-11％。可以想象，液態(tài)氫可以使氫氣飛機在航程上擊敗普通煤油噴氣機。使是30%的質(zhì)量分數(shù)，這在液態(tài)氫儲存中是相對可以實現(xiàn)的，氫氣系統(tǒng)的效用將高于噴氣燃料系統(tǒng)。

GTL聲稱，2.4米長、1.2米直徑（7.9英尺長、3.9英尺直徑）的低溫箱僅重12公斤（26.5磅）。加上裙邊和真空杜瓦殼，總重量為67公斤（148磅）。而且它可以容納超過150公斤（331磅）的氫氣。這是一個近70%的質(zhì)量分數(shù)，為低溫冷卻設(shè)備、泵和其他東西留下了大量的剩余重量，同時保持系統(tǒng)總質(zhì)量分數(shù)超過50%。

如果它能做到它所描述的那樣，這將是巨大的顛覆性的。在質(zhì)量分數(shù)超過50%的情況下，它將使清潔飛機的飛行距離是使用噴氣燃料同類飛機的四倍，同時按每乘客英里的美元計算，運營成本估計將減少50%，并完全消除碳排放。

目前，De Havilland加拿大Dash-8 Q300飛機使用噴氣燃料載客50-56名乘客可以飛行約1558公里（968英里）。改裝了燃料電池動力系統(tǒng)和GTL復(fù)合油箱，同樣的飛機可以飛行4488公里（2789英里）。這就是這架飛機從紐約到芝加哥的高碳排放與從紐約到舊金山的零碳排放之間的區(qū)別。