封面新闻记者 边雪
续航,始终是悬在每一架工业无人机头上的“天花板”。随着低空经济被纳入国家战略性新兴产业,传统的局限性开始显现:锂电池飞不快、飞不远;而市面上现有的燃料电池系统又太过笨重。
近日,由中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大连化物所”)研发的“高比功率阴极闭合式风冷电堆”技术,通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。
“传统锂电池续航短、现有燃料电池系统笨重等问题成为制约行业发展的瓶颈。”5月10日,该项目技术负责人、能源催化转化全国重点实验室主任、大连化物所动力电池与系统研究部部长陈忠伟告诉封面新闻记者,为此,团队历时多年攻关,成功研发出这款集轻量化、高功率、风冷散热于一身的“氢能心脏”,实现了从实验室到规模化应用的跃迁。
鉴定委员会一致同意通过鉴定,并认为:该成果创新性强、技术指标先进,拥有自主知识产权,电堆比功率位居国际最高水平,总体技术达到国际领先水平。在飞向蓝天之前,这款被誉为“氢能心脏”的电堆已经在林业、农业、电力巡检以及应急救援的实战工况中证明了实力,搭载该系统的工业无人机续航时间较传统电池足足提升了2倍以上。
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“高比功率阴极闭合式风冷电堆”技术通过科技成果鉴定。(图源大连化物所)
“这是一个快速交替的时代。”陈忠伟告诉封面新闻记者,“而我们,希望成为那个为新时代提供兼具‘安全’与‘强劲’双重特质心脏的人。”作为长期深耕电化学能源材料领域的科学家,陈忠伟带领团队系统性地解决了风冷燃料电池的“保水”与“氧传质”的内在矛盾。
该项目技术负责人、大连化物所动力电池与系统研究部部长陈忠伟介绍,项目成功突破了三项关键技术。一是催化层多尺度调控技术,如同在纳米至毫米尺度对电池反应区进行“立体精装修”,提升了催化活性;二是非对称水分传输技术,为电池内部装上了“单向导湿”的智能皮肤;三是微通道强化传热与水热耦合技术,将散热与水分管理有效结合,保障了电池在宽温域下的稳定运行。
技术的飞跃最终体现在了具体的物理参数上。鉴定会开始前,搭载该电堆的氢能无人机成功进行了试飞。经第三方检测,风冷电堆比功率高达1970瓦/千克,面功率密度达到1.15瓦/平方厘米。
对于这项如此尖端的制造工艺,会不会也存在“卡脖子”的风险?陈忠伟表示,该项目已构建起“材料—部件—系统”的全链条自主研发体系,形成了完整的自主知识产权,目前已经申请了21件国内发明专利。
更有底气的是,新产品早已不再珍藏在实验室内。项目团队已同步建成了阴极闭合式风冷电堆自动化产线,具备规模化交付能力。这意味着,无论是驰骋在东北边疆的冬季巡线,还是在海南的农间植保,“氢能心脏”已经具备了飞入寻常百姓家的本土供应链实力。



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