美国将在极深的水下试验使用氢燃料电池

美国将在极深的水下试验使用氢燃料电池，以延长任务持续时间和覆盖范围。

美国国防部于2023年9月1日宣布，美国海军已经启动了一项氢燃料电池项目，该项目将允许自主水下航行器(AUVs)在不返回基地或母舰的情况下进行充电。

该项目将允许无人水下航行器独立运行，并且远离目前深海作业所必需的支持机制。受AUV使用增加的刺激，美国海军设施工程指挥部于8月初启动了该项目，并利用Energy Capability基金资助将于2024年初开始的测试，由远征作战中心负责进行。

Sabertooth AUV由Hibbard Inshore公司提供，是Saab公司制造的Sabertooth AUV的混合版本，配备了Teledyne能源系统公司的海底增压器(SSC)。Teledyne fuel cell采用了为空间应用而开发的技术来延长AUV的任务持续时间，并且通过减少与水面船只重新连接的需求，降低了操作的风险和成本。

Hibbard Inshore Saab Sabertooth在没有氢燃料电池的情况下运行，当与母船或其他电源断开连接时，电池续航时间为12小时，使其在1200米深处的行程范围约为20公里。Sabertooth的主要任务是执行调查功能和检查复杂的结构——任务与海底作战中的防御行动密切相关。

GlobalData的《2018-2028年全球水下作战系统市场》报告指出，继2016年通用汽车、海军研究办公室和美国海军研究实验室合作为AUV配备氢燃料电池之后，氢燃料电池有望迎来“水下海军系统发电的新时代”。“如果发现可行，这种技术合作有望得到广泛采用。”

2020年发表在《国际氢能源杂志》(International Journal of hydrogen Energy)上的研究概述了该项目面临的一些挑战，包括与氢和氧的储存、浮力和平衡问题以及将氢燃料电池技术引入深海环境有关的挑战。在密封容器中运行燃料电池也是一个问题，因为在此过程中产生的冷凝会腐蚀油箱内部或导致电子设备故障。同样，在运行过程中产生的惰性气体也必须小心处理，以避免内部压力的增加。

将氢燃料电池的运作转移到密封容器中还需要进行其他调整，以考虑容器中氢气和氧气的积累。在燃料电池的启动和关闭过程中最常见的是，当燃料电池需要从阳极或阴极回路中清除这些气体时，可能会出现问题。

在地面上，这是一个微不足道的操作，但根据Helge Wedahl的研究，将这些气体释放到密闭容器中可能会导致“爆炸性气体”，该项目与挪威国防研究机构一起进行，研究了AUV中的氢燃料电池运行。