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NASA新的月球任務(wù)重啟了俄亥俄州實(shí)驗(yàn)室的燃料電池研究

2019-07-16 10:19

空間航空技術(shù)最終可以使可再生能源儲存和替代燃料汽車受益。美國重返月球太空計(jì)劃為該機(jī)構(gòu)的燃料電池研究注入了新的活力，并增加了商業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)讓的潛力。

五十年前，人類首次登上月球。現(xiàn)在，美國國家航空航天局（NASA）的長期目標(biāo)是先從小型登陸器開始，然后是人員登陸，最終是一個(gè)軌道基地和一個(gè)地面站。NASA位于克利夫蘭的格倫研究中心的直接能量轉(zhuǎn)換小組的工程師Ian Jakupca說，這些計(jì)劃讓空間燃料電池的研究“重新煥發(fā)活力”。

燃料電池使用氫氣和氧氣來產(chǎn)生電力和水。與可以使用空氣作為氧氣來源的地面上的燃料電池相比，空間燃料電池需要使用純氫氣和純氧氣。

Jakupca說，曾經(jīng)在航天飛機(jī)計(jì)劃中運(yùn)行的燃料電池現(xiàn)已過時(shí)。那些燃料電池含有腐蝕性的、會滲出的氯化鉀。并且還含有石棉，而它的制造過程會引起健康問題。現(xiàn)在正在研發(fā)的燃料電池使用一種名為Nafion的固體塑料作為電解質(zhì)。這是傳導(dǎo)氣態(tài)離子進(jìn)行燃料電池化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)。其他的創(chuàng)新包括用于將水從單個(gè)燃料電池中帶走的芯吸系統(tǒng)，以及基于地球的系統(tǒng)使用的微型葉片吹風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。

為什么燃料電池？首先，它們更輕。另一方面，它們持續(xù)時(shí)間更長。Jakupca說，一個(gè)含有12磅重緊湊的燃料電池裝置在一兩年內(nèi)可連續(xù)產(chǎn)生約250瓦的電力，而同等大小的電池只能工作約一個(gè)月。

每公斤材料運(yùn)往太空的價(jià)格約為150萬美元，他們也在尋找月球上氫和氧的可能來源。在月球風(fēng)化層中發(fā)現(xiàn)了水。

Jakupca和其他人也在研究再生燃料電池，其目標(biāo)是三年內(nèi)在約翰遜航天中心進(jìn)行測試。它將能夠從氫氣和水中發(fā)電。但它也可以在反向充電模式下運(yùn)行，使用電和水來產(chǎn)生氫氣和氧氣。在太空中，一些電力輸入可能來自太陽能電池板。

“地球上很少使用再生燃料電池，”Jakupca說。然而，對于一個(gè)月球表面的基地，它“是唯一的非核選擇�！庇捎诟鞣N原因，在月球上建造核電站將是“有問題的”，他補(bǔ)充道。

文／錢海