NASA新的月球任务重启了俄亥俄州实验室的燃料电池研究

2019-07-16 10:19

空间航空技术最终可以使可再生能源储存和替代燃料汽车受益。美国重返月球太空计划为该机构的燃料电池研究注入了新的活力，并增加了商业技术转让的潜力。

五十年前，人类首次登上月球。现在，美国国家航空航天局（NASA）的长期目标是先从小型登陆器开始，然后是人员登陆，最终是一个轨道基地和一个地面站。NASA位于克利夫兰的格伦研究中心的直接能量转换小组的工程师Ian Jakupca说，这些计划让空间燃料电池的研究“重新焕发活力”。

燃料电池使用氢气和氧气来产生电力和水。与可以使用空气作为氧气来源的地面上的燃料电池相比，空间燃料电池需要使用纯氢气和纯氧气。

Jakupca说，曾经在航天飞机计划中运行的燃料电池现已过时。那些燃料电池含有腐蚀性的、会渗出的氯化钾。并且还含有石棉，而它的制造过程会引起健康问题。现在正在研发的燃料电池使用一种名为Nafion的固体塑料作为电解质。这是传导气态离子进行燃料电池化学反应的介质。其他的创新包括用于将水从单个燃料电池中带走的芯吸系统，以及基于地球的系统使用的微型叶片吹风机系统。

为什么燃料电池？首先，它们更轻。另一方面，它们持续时间更长。Jakupca说，一个含有12磅重紧凑的燃料电池装置在一两年内可连续产生约250瓦的电力，而同等大小的电池只能工作约一个月。

每公斤材料运往太空的价格约为150万美元，他们也在寻找月球上氢和氧的可能来源。在月球风化层中发现了水。

Jakupca和其他人也在研究再生燃料电池，其目标是三年内在约翰逊航天中心进行测试。它将能够从氢气和水中发电。但它也可以在反向充电模式下运行，使用电和水来产生氢气和氧气。在太空中，一些电力输入可能来自太阳能电池板。

“地球上很少使用再生燃料电池，”Jakupca说。然而，对于一个月球表面的基地，它“是唯一的非核选择。”由于各种原因，在月球上建造核电站将是“有问题的”，他补充道。

文／钱海