더 큰 항공기를위한 연료 전지 기술은 배출을 낮출 수 있습니다

작성자 : Kelsey Reichmann | 2021 년 3 월 31 일

항공 우주 산업은 소형 항공기에 연료 전지를 활용할 수 있음을 입증했습니다. 이제 업계 전문가들은 연료 전지 기술을 더 큰 항공기에 통합하기를 원하며 그렇게하면서 배출 가스를 줄일 수 있다고 생각한다고 업계 전문가들은 3 월 24 일 웨비나에서 말했습니다.

Honeywell Aerospace의 수석 시스템 엔지니어 인 Jim Sisco는“연료 전지를 항공 우주 시스템에 통합하는 접근 방식은 잘 확립되어 있으며 입증되었습니다. “소규모 애플리케이션을위한 강력한 유틸리티가 확립되어 있으며 지금까지 살펴본 바와 같이 다양한 제품을 사용할 수 있으며 비행 시간 개선이 매우 명확하게 입증되었습니다. 따라서 우리는 저공해 작업에 대한 많은 가능성이있는이 대형 항공기에 도달했습니다. 우리는 이러한 응용 분야를 충족하기 위해 연료 전지 계획의 출력 중량 비율을 얻는 데 정말 집중해야합니다.”

내 연소에 비해 연료 전지 기술의 이점은 음향 특성을 낮추고 스로틀 제어를 개선하는 것과 같은 운영상의 이점과 신뢰성의 향상을 포함한다고 Sisco는 말했습니다. 이러한 이점으로 인해 양성자 교환 막 연료 전지 (PEMFC)가 확장되었습니다.

“연료 전지에 대한 친숙 함이 증가하고 미래 규정과 온실 가스 배출로 인해 많은 부분이 추진됨에 따라 이제 Skydweller와 같은 대형 항공기에 대한 양성자 교환막 연료 전지 응용 분야에 많은 관심이 있습니다. , 도시 항공 이동성 응용 프로그램, 항공 운송 응용 프로그램, 패키지 배달 "이라고 Sisco는 말했습니다. "그것들은 더 높은 전력 요구 사항을 가진 더 큰 항공기이기 때문에 연료 전지 시스템에 대한 고유 한 요구 사항과 새로운 도전으로 이어집니다."

Sisco는 PEMFC에는 공냉식과 수냉식의 두 가지 유형이 있다고 말했다. 공랭식 PEMFC는 전력 및 열 관리를 위해 단일 공기 이동기를 사용합니다. 플랜트 균형이 더 간단하고 가볍지 만 불리한 환경 조건에서 성능이 저하되고 스택 서비스 수명이 짧으며 통합 유연성이 제한됩니다.

수냉식 PEMCF에는 전력을위한 전용 공기 이동 장치와 스택 열 관리를위한 액체 냉각수 루프가 있습니다. 열악한 환경 조건, 더 긴 스택 서비스 수명 및 유연한 통합 하에서 용량 감소를 제한하지만 플랜트 구성 요소와 운영 복잡성의 추가 균형이 필요하며 더 무겁습니다.

현재 소형 항공기에서 PEMFC를 사용하기위한 많은 응용 분야가 있지만 대형 항공기는 현재 사용되는 기술보다 더 낮은 전력을 필요로합니다. Sisco는이 때문에 이러한 PEMFC는 수냉식이어야한다고 말했다.

"이런 종류의 출력 수준에 도달하면 수냉식 연료 전지는 이러한 높은 출력에 도달했을 때 훨씬 더 나은 측정 기준을 갖게됩니다."라고 Sisco는 말했습니다. "이러한 고출력에 도달하면 대량 및 대량 효율적인 방식으로 공랭식으로 확장하기가 어렵습니다."

Sisco는 더 큰 항공기를위한 PEMFC를 개발하기 위해 목표 설계가 필요하다고 말했습니다.

Sisco는“우리가이를 달성하기 위해 필요하다고 생각하는 것은 실제로 항공 애플리케이션을위한 표적 설계입니다. “이러한 고전력 애플리케이션은 실제로 비용에 중점을 둡니다. 인생은 또한 큰 동인입니다. 이러한 것들이 항공 우주 분야에서 중요하지 않다고 말하는 것은 아니지만 무게만큼 심각하지는 않습니다. 이러한 일을 실현하는 데 큰 도움이됩니다.”

Honeywell에서는 대형 항공기의 PEMFC 솔루션을 완성하기 위해 항공 우주 재료 및 건설 방법을 연구 해 왔습니다. 그들은 또한 캐소드 송풍기에 더 높은 압축비를 생성하기 위해 더 높은 기압에서 작동하는 것을 고려하고 있다고 Sisco는 말했다.

"실제로 필요한 것은 가볍고 고압 비율의 공기 압축기이며 Honeywell은 해당 분야에서 상당한 전문 지식을 보유하고 있습니다."라고 Sisco는 말했습니다. “더 높은 스택 온도와 관련이 있습니다. 스택 온도가 높을수록 스택과 주변 환경 사이에 더 많은 델타가 발생하여 냉각 요구 사항 열 교환기 크기를 줄이는 경향이 있습니다. 그리고 실제로, 더 높은 음극 압력은이를 가능하게하는데 도움이되지만 이와 함께 연료 전지 스택의 핵심 기술인 막 전극 어셈블리가 있습니다. 이 고온 환경에 맞게 조정해야합니다. 그리고 또 다시 동기 적용을 위해 이미 존재하는 기술이 있으며 우리는이를 항공 우주 연료 전지 시스템에 적용해야합니다.”​