自4月10日，無人機企業(yè)科比特航空發(fā)布HYDrone-1800的多旋翼無人機以來，整個行業(yè)就沸騰起來，不斷爭論氫燃料動力系統(tǒng)目前是否能應用在工業(yè)級無人機行業(yè)。筆者圍觀了各個微信圈的討論，總結(jié)了大家爭論的幾個核心問題：
1.氫燃料電池技術(shù)是否成熟
2.氫氣的來源問題
3.氫氣的存儲及安全問題
帶著這些問題，筆者查閱了一些文章，采訪了多位電力系統(tǒng)的專家，在這里粗淺地談一下氫燃料電池在無人機行業(yè)的應用情況。
首先，氫燃料電池不是什么新技術(shù)
不管在國內(nèi)還是國外，不管是航空還是汽車，氫燃料電池都不算是新技術(shù)了。
早在20世紀60年代，氫燃料電池就已經(jīng)成功地應用于航天領(lǐng)域。往返于太空和地球之間的“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。
進入70年代以后，隨著人們不斷地掌握多種先進的制氫技術(shù)，氫燃料電池就被運用于發(fā)電和汽車。波音公司于2008年4月3日成功試飛一架以氫燃料電池為動力源的小型飛機。
2008年奧運會期間，上海大眾提供了20輛帕薩特領(lǐng)馭氫燃料電池汽車，作為奧運之行的“綠色車隊”。
在今年年初的美國拉斯維加斯消費電子展（CES）上，豐田發(fā)布了量產(chǎn)型的Mirai；2015年東京車展上，本田發(fā)布了氫燃料電池車Clarity，號稱續(xù)航700km。除此外，雷克薩斯、奔馳等一眾國際豪華汽車品牌紛紛推出了自己的氫燃料電池車。
雖然車展樣車和實用性技術(shù)還有一定的差距，但氫能被認為是連接化石能源向可再生能源過渡的重要橋梁，實現(xiàn)能源可持續(xù)供給和循環(huán)的重要能源載體之一。
那么，氫能源的工作原理是什么
氫燃料電池是使用氫這種化學元素，制造成儲存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陰極和陽極，氫在陽極變成氫離子（質(zhì)子）通過電解質(zhì)轉(zhuǎn)移到陰極，同時放出電子通過外部的負載到達陰極，與氧氣發(fā)生反應生成水。
氫燃料電池的基本結(jié)構(gòu)和基本燃料電池的結(jié)構(gòu)相同包括：電極、電解質(zhì)隔膜與集電器等。
電極是燃料氧化和還原的電化學反應發(fā)生的場所，可分成陰極與陽極兩部分。電解質(zhì)隔膜的功能是分隔氧化劑與還原劑并同時傳導離子。目前燃料電池所采用的電解質(zhì)隔膜可以分為兩類，一類為以絕緣材料制作多孔隔膜，例如石棉膜、碳化硅膜和鋁酸鋰膜等，再將電解液，例如氫氧化鉀、磷酸和熔融碳酸鹽等，浸入多孔隔膜：另一類電解質(zhì)隔膜為固態(tài)離子交換膜，例如質(zhì)子交換膜燃料電池中采用的全氟磺酸樹脂膜。集電器也稱做雙極板，它只有收集電流、疏導反應氣體及分隔氧化劑與還原劑的作用；雙極板的性能取決于材料特性、流場設計與加工技術(shù)。
由于供應給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽極板供應氫，給陰極板供應空氣，并及時把水（蒸氣）帶走，就可以不斷地提供電能。由于氫燃料電池不儲能，確切的講應該稱為氫發(fā)電裝置。
在無人機行業(yè)已有試水者
多旋翼無人機續(xù)航能力有限是民用無人機行業(yè)的痛點，目前市面上的民用無人機主要采用鋰聚合物電池作為主要動力，續(xù)航能力一般在20分鐘至30分鐘之間，因技術(shù)方面不同有所差別，大部分續(xù)航時間都是在45分鐘以內(nèi)。
其實早在今年2月份，蘇格蘭海洋科學協(xié)會（SAMS）在蘇格蘭機場成功進行了第一架使用固態(tài)氫動力系統(tǒng)無人機的飛行測試，起飛10分鐘運行200英尺，并平穩(wěn)著陸。它采用的是Cella公司的氫動力氣體發(fā)生器和Arcola集成的燃料電池。這個電池的運行原理為：氣體發(fā)生器使用專有的固態(tài)物質(zhì)，將該物質(zhì)加熱到100℃以上時可將釋放出大量的氫氣。
而國內(nèi)，武漢眾宇動力系統(tǒng)科技有限公司于2014年底就開始嘗試在無人機上應用燃料電池技術(shù)，推出兩款名為“天行者”的固定翼無人機和“游騎兵”的六旋翼無人機，前者在2015年6月2日創(chuàng)下了12小時連續(xù)不斷飛行的成績；兩個月后，后者在新疆創(chuàng)造了3小時30分鐘的野外飛行記錄。在整個飛行過程中，巡航時由氫燃料電池提供穩(wěn)定動力輸出，而在起飛等動力需求較大的時候，鋰電池將會進行補充輸出；待巡航時，氫燃料電池將對鋰電池會將富余的電能回充到鋰電池。
而科比特航空推出HYDrone-1800多旋翼無人機這個事件，成了“氫燃料電池能否在工業(yè)級無人機應用”爭論的導火索。
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