NASA新的月球任務(wù)重啟了俄亥俄州實驗室的燃料電池研究
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,F(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,最終是一個軌道基地和一個地面站。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)計劃中運(yùn)行的燃料電池現(xiàn)已過時。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)時間更長。Jakupca說,一個含有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月。
每公斤材料運(yùn)往太空的價格約為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
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