随着我国科技的不断发展，无人机已成为我们社会发展中不可或缺的一部分，不管是军用还是民用领域，无人机都起到非常重要的作用。然而，无人机的续航问题一直都是限制着无人机发展的一个重要因素，目前主流的锂电池续航时间也只有30分钟左右，如何延长商业无人机滞空时间，提高无人机续航能力，是全世界和科学界都在努力突破的课题。
与锂电池相比，氢动力无人机具有能量密度高、飞行时间长、耐低温、寿命长等明显优势。而在成本方面，虽然前期的氢动力无人机投入成本较高，但综合使用成本并不比锂电池无人机贵。
氢动力原理
The principle of hydrogen power
无人机的氢动力系统由氢燃料电池、控制器和氢气瓶组成。氢气通过阳极板流道输送到电堆内部,再通过扩散层均匀渗透到催化层和质子交换膜。在铂金催化剂的作用下,质子被带到质子交换膜另一侧与阴极的氧原子结合,形成水。电子通过回路经过负载回到阴极形成电流。
氢动力的优点
Advantages of hydrogen power
目前市面上的多旋翼无人机主要采用锂聚合物电池作为主要动力，续航能力一般在20分钟至30分钟之间，因技术方面的不同有所差别，但大部分续航时间都在45分钟以内。2020年由北京新研创能科技有限公司联合首航国翼，开发的一款六旋翼氢燃料电池无人机，在室外不间断飞行 331 分钟，打破了该级别无人机续航时间的世界纪录。
氢动力无人机的燃料电池产生的气体是水蒸气，对环境的影响几乎可以忽略不计。燃油无人机虽然能缓解续航问题，但不符合碳中和发展战略，而氢能就有望能成为燃油等化石燃料的替代品。
氢气密度只有空气的1/4，向上扩散迅速，约20m/s，不易积聚。少量的氢气泄漏，可以在空气中很快被稀释成安全的混合气体。
氢气的点火能低，但也需要574℃的明火才能点燃。
不过，很多突破性成果出现，都不可避免地要遭受质疑。氢燃料电池无人机所受的争议大多围绕着氢燃料的来源、存储、成本及安全问题。下面一起来探讨一下这些问题。
氢气的制取
Production of hydrogen power
实际上，氢气制取的方法非常多，最常见的包括水电解和天然气或甲醇等化石燃料的重整。2016年数据显示，全球90%以上的氢气都是通过后者的方法制取出来的，技术非常成熟，工厂车间成本大约为2.5元/m³。但是现在氢气还是属于一种工业品，算上分装、压缩、运输、分销等成本，高纯氢的零售价格一般在15元/m³左右。现在许多工业国家正努力在未来实现氢经济社会，将氢气变成一种消费品，其潜在的成本非常低廉。我们国家正在大力推广煤制氢，氢气成本大约为0.8-1元/m³。
燃料电池的价格
The price of fuel battery
在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催化剂。而金属铂，就是我们常说的白金，属于稀缺金属，被很多人认为是造成燃料电池成本高的一个原因。但是事实上目前燃料电池中铂的使用量非常少，其材料成本根本不高，每kW功率燃料电池所含有的铂的价值大约也就100-200元，而且目前用量还在不断降低。真正造成成本高的原因是产业不够成熟，产量太小导致生产成本过高。当然单靠无人机行业可能无法将产量做到足够大，但是随着氢燃料电池在汽车等其他领域的普及，其成本会大幅下降，甚至低于锂电池目前的成本水平。
氢气的储存
Storage of hydrogen
一般常见的储存方法有常压吸附储氢、高压储氢、液氢储氢、化合物储氢等。氢气的各种存储方法都有各自的缺陷，目前一般都是根据终端产品的应用领域和使用方法来选择更合适的储氢方法。在汽车上被各大车厂广泛采用的是高压储氢方法，但是需要匹配合适的加氢设备。工程师们正在不断的努力设计出使用更方便更安全的加氢设备，做到像汽车加油一样便捷。
氢燃料电池是被看好的21世纪新能源之一,在氢能无人机、氢能两轮车以及氢能摩托车、氢能船舶、应急由源等方面都有着极大的需求和应用前景,甚至在未来有望取代现有石油经济体系的“氢经济”时代，成为人类生活必不可少的能源。世界各国都对氢燃料电池表现出极大的热情并投入巨大的资金。
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