
搭载该电堆的氢能无人机成功试飞,关键性能指标表现优异,风冷电堆比功率高达1970瓦/千克,面功率密度达1.15瓦/平方厘米。中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定委员会认为,该成果创新性强、技术指标先进,拥有自主知识产权,总体技术达到国际领先水平。
该项目成功突破了3项关键技术,系统性解决了风冷燃料电池“保水”与“氧传质”的矛盾:一是催化层多尺度调控技术,如同在纳米至毫米尺度对电池反应区进行“立体精装修”,提升了催化活性;二是非对称水分传输技术,为电池内部装上了“单向导湿”的智能皮肤,消除了“干膜”与“水淹”的行业顽疾;三是微通道强化传热与水热耦合技术,将散热与水分管理有效结合,保障了电池在宽温域下的稳定运行。
目前,该项目已构建起全链条自主研发体系,建成自动化生产线,具备规模化交付能力,成果已成功应用于电力巡检、应急救援等场景中。

图丨国家电网零下40摄氏度氢动力无人机巡检
近年来,我国对氢能低空经济的关注程度逐步提高。2020年,发布国内首个国家级无人机用氢燃料电池标准《无人机用氢燃料电池发电系统》(GB/T38954-2020);2024年,《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》提出,兼顾混合动力、氢动力、可持续燃料动力等技术路线,加快航空电推进技术突破和升级。目前,已有超30款国产氢动力无人机发布、试飞,其潜在应用领域不断被挖掘,覆盖数据通讯、气象监测、空域侦察、电力巡检、农业植保、光伏清洗等多元化应用场景。
国际上各主要国家对氢动力无人机的重视也愈发凸显。美国泽弗飞行实验室公司研发的Z1型垂直起降氢燃料电池无人机,已通过严格的性能与网络安全评估,入选“蓝色无人机精选清单”;荷兰首架全液氢燃料电池驱动的无人机完成飞行试验,其搭载的高压气态储氢和低温液态储氢技术为未来小型无人机以及大型飞机提供了灵活储氢方案;俄罗斯莫斯科工程物理学院开发出可搭载探测设备的氢能源无人机,该无人机可在空中停留2小时以上,未来可用于石油、天然气管道和输电线路的巡逻监测。