ZAKER陕西 2024-07-26
【镐京笔记】陕西杀出液氢“黑马”!
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传统无人机因电池重量限制,续航时间往往不足一小时。

眼下,陕西同尘和光低温科技有限公司(下称 " 同尘和光低温科技 ")参与研发的液氢无人机,一定程度上解决了续航焦虑。

"840 克液氢,功率 2 千瓦,最大续航 15 小时 ",该公司技术负责人李永新告诉镐媒体 · 镐京笔记(ID:Haojing_2024)。

同尘和光低温科技此次研发的重点在于,液氢的加注系统与低温储罐,前者是将气氢转化为液氢,后者集燃料、发动机于一体,相当于一个氢燃料电池。两大技术的突破,为液氢燃料进一步商业化应用,提供了无限可能。

尽管只是完成样机首飞,公司已吸引不少关注,包括央企国电投在内的多家企业纷纷递来橄榄枝,寻求合作机会。此外,液氢一旦投入使用,未来还能够重点布局重卡、大型飞机以及公交行业 ……

01

突破两大难题

备受关注的液氢无人机,由同尘和光低温科技与交大谭教授团队、盛世盈创合作研制完成。同尘和光低温科技负责两部分内容——独立研发低温储罐和液氢加注系统。

镐京笔记日前走访调研同尘和光低温科技仪器室,映入眼帘的是一台纵向占满近 10 平方米房间的制氢样机,三张桌子托起了这台机器,负责加注的高真空软管、连接安全阀的管箱、12 升液氢储化箱,依次连接。

如今,在氢能源应用领域,主要以高压气态存储。相比之下,液氢的优势是密度大(70.8kg/m³),分别为 20、35、70MPa 高压氢气的 5、3、1.8 倍,便于氢的规模化储存运输,多用于航空航天领域。

此次液氢无人机搭载的轻量化低温液氢储罐及燃料电池系统,是液氢在无人机燃料系统应用的一次成功尝试。

在罐体设计方面,李永新解释:" 此次无人机燃料采用 12L 的低温储罐,技术难点之一在于降温绝热,我们为罐体提供‘保温杯’功能,使低温罐装在常温下保持在 -253 ℃。"

技术难点之二,在于加注过程中的过冷技术,即把管道里气态氢通过降温全部转化为液态存储。

其进一步解释:" 加注过程中管道是流动的,虽然做了保温措施,但罐体里仍可能存在气体、液体混杂情况。该技术可以给灌入气体持续降温,保证气氢都以液体形态存贮在罐体中。"

并且,罐体材质选择的不是常见的铝合金,而是更轻的钛合金的材质,既符合液氢存储罐装的要求,又不影响无人机起飞的重量。

实际上,液氢存储罐类似于一个氢燃料电池。

" 罐体里有一个质子交换膜,液氢经过催化剂反应后成氢离子和电子,质子交换膜相当于过滤作用,过滤出电子后通过导线引导到氧的另一端,电子的流动就形成电流(电解水的逆反应原理)。"

02

交大校友技术入股

工商资料显示,同尘和光低温科技成立于 2023 年 7 月,是由陕西氢能产业链链主企业陕西维纳数字科技股份有限公司旗下维纳氢能科技有限公司,联合西安交大能动学院教授成立,专注于液氢应用技术的开发和转化。

在此之前,同尘和光低温科技负责人李晓刚就与西安交通大学谭教授团队进行了接触,由于都是凤翔老乡的缘故,两人一拍即合,开始了液氢技术的突破之旅。

2023 年 12 月,同尘和光低温科技成立 5 个月后,维纳氢能科技有限公司退出对同尘和光低温科技的控股。

关于 " 分家 ",同尘和光低温科技市场总监王佩佩解释:" 因为维纳氢能主要是做家庭站的,相当于互联网 APP 平台的一个开发,做站的建设跟站的运营,一个公司想要长远发展需要有技术,所以我们现在专攻技术。"

首飞成功新闻一经报道,多家企业向同尘和光低温科技投来橄榄枝,其中包括 evtol 公司、汽车公司及燃料电池公司等。

此外,参与这架液氢无人机样机研制的还有盛世盈创,其负责液氢无人机总成。

盛世盈创公司总经理吕美军在接受采访时表示:" 总成工作是研制过程中至关重要的一环,具体来说,盛世盈创主要负责将液氢无人机各部分整合在一起,确保整个系统的正常运行。"

目前,同尘和光低温科技通过低温氢能领域的原始创新,已掌握氢液化技术,可以自行设计研发中小型液氢罐、液氢加注系统及液氢燃料供应系统等,推进液氢产业科技创新成果转化、应用与产业孵化。

03

离市场化还有多远?

不过,液氢在民用市场的发展,还有很长的路要走。

目前,陕西省氢能源应用领域主要以气氢为主,液氢应用则处于起步阶段。如何提供便利的、低能耗、低成本的液氢是液氢无人机发展的先决条件。

李永新表示:" 陕西榆林氢能的天然优势或可为液氢发展提供良好的支持,如果每公斤液氢降到 30 元的话,就会达到一个成本和市场的平衡。"

要使液氢的成本降低,关键的点在于完整的产业链,以及市场规模的扩大。

" 目前,民用品使用液氢成本高,仅一套液化设备就上千万,技术突破也比较困难。此次对液氢在民用领域技术的突破,也只是起步阶段。" 王佩佩表示," 液氢一旦投入使用,未来重点布局重卡、大型飞机及公交行业。"

但是,这又带来了另一难题,液氢加氢站的发展。

就目前市场而言,气氢加氢站以其技术成熟和应用广泛的特点,已占据主导地位。而随着技术不断发展,液氢加氢站以其高密度储存和加注效率高的优势成为未来发展的重要方向之一。

国内液氢加氢站涉及单位较少,受制于液氢的制备、储运、市场应用等问题,国内建设加氢站成本较高。

国内建设液氢加氢站,所需的关键部件没有量产的成熟产品,且加氢站运行维护成本也比较高,加之我国燃料电池汽车尚属起步阶段,我国目前的液氢加氢站数量寥寥无几。

但值得一提的是,液氢加注型加氢站的难点在于整个加注系统的低温绝热性,以及加注设备的研发。国内关于液氢加注设备仍处于研发试验状态,成熟产品较少,难以满足建站需求。

此次,同尘和光低温科技自主研制的低温储罐和液氢加注系统,或可为液氢燃料的进一步市场化应用,提供更多机会。

(图片来源:西交大官网、陕西省能源局)

来源 / 镐京笔记

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无人机 陕西 续航焦虑 燃料电池 发动机
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