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美國將在極深的水下試驗(yàn)使用氫燃料電池，以延長任務(wù)持續(xù)時(shí)間和覆蓋范圍。
美國國防部于9月1日宣布，美國海軍已經(jīng)啟動(dòng)了一項(xiàng)氫燃料電池項(xiàng)目，該項(xiàng)目將允許自主水下航行器(AUVs)在不返回基地或母艦的情況下進(jìn)行充電。

該項(xiàng)目將允許無人水下航行器獨(dú)立運(yùn)行，并且遠(yuǎn)離目前深海作業(yè)所必需的支持機(jī)制。受AUV使用增加的刺激，美國海軍設(shè)施工程指揮部于8月初啟動(dòng)了該項(xiàng)目，并利用Energy Capability基金資助將于2024年初開始的測試，由遠(yuǎn)征作戰(zhàn)中心負(fù)責(zé)進(jìn)行。

Sabertooth AUV由Hibbard Inshore公司提供，是Saab公司制造的Sabertooth AUV的混合版本，配備了Teledyne能源系統(tǒng)公司的海底增壓器(SSC)。Teledyne fuel cell采用了為空間應(yīng)用而開發(fā)的技術(shù)來延長AUV的任務(wù)持續(xù)時(shí)間，并且通過減少與水面船只重新連接的需求，降低了操作的風(fēng)險(xiǎn)和成本。

Hibbard Inshore Saab Sabertooth在沒有氫燃料電池的情況下運(yùn)行，當(dāng)與母船或其他電源斷開連接時(shí)，電池續(xù)航時(shí)間為12小時(shí)，使其在1200米深處的行程范圍約為20公里。Sabertooth的主要任務(wù)是執(zhí)行調(diào)查功能和檢查復(fù)雜的結(jié)構(gòu)——任務(wù)與海底作戰(zhàn)中的防御行動(dòng)密切相關(guān)。

GlobalData的《2018-2028年全球水下作戰(zhàn)系統(tǒng)市場》報(bào)告指出，繼2016年通用汽車、海軍研究辦公室和美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室合作為AUV配備氫燃料電池之后，氫燃料電池有望迎來“水下海軍系統(tǒng)發(fā)電的新時(shí)代”。“如果發(fā)現(xiàn)可行，這種技術(shù)合作有望得到廣泛采用。”

2020年發(fā)表在《國際氫能源雜志》(International Journal of hydrogen Energy)上的研究概述了該項(xiàng)目面臨的一些挑戰(zhàn)，包括與氫和氧的儲(chǔ)存、浮力和平衡問題以及將氫燃料電池技術(shù)引入深海環(huán)境有關(guān)的挑戰(zhàn)。在密封容器中運(yùn)行燃料電池也是一個(gè)問題，因?yàn)樵诖诉^程中產(chǎn)生的冷凝會(huì)腐蝕油箱內(nèi)部或?qū)е码娮釉O(shè)備故障。同樣，在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的惰性氣體也必須小心處理，以避免內(nèi)部壓力的增加。

將氫燃料電池的運(yùn)作轉(zhuǎn)移到密封容器中還需要進(jìn)行其他調(diào)整，以考慮容器中氫氣和氧氣的積累。在燃料電池的啟動(dòng)和關(guān)閉過程中最常見的是，當(dāng)燃料電池需要從陽極或陰極回路中清除這些氣體時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)問題。

在地面上，這是一個(gè)微不足道的操作，但根據(jù)Helge Wedahl的研究，將這些氣體釋放到密閉容器中可能會(huì)導(dǎo)致“爆炸性氣體”，該項(xiàng)目與挪威國防研究機(jī)構(gòu)一起進(jìn)行，研究了AUV中的氫燃料電池運(yùn)行。

原標(biāo)題：美國海軍采用氫燃料電池?zé)o人水下航行器