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NASA新的月球任務重啟了俄亥俄州實驗室的燃料電池研究

空間航空技術最終可以使可再生能源儲存和替代燃料汽車受益。美國重返月球太空計劃為該機構的燃料電池研究注入了新的活力,并增加了商業技術轉讓的潛力。

五十年前,人類首次登上月球。現在,美國國家航空航天局(NASA)的長期目標是先從小型登陸器開始,然后是人員登陸,最終是一個軌道基地和一個地面站。NASA位于克利夫蘭的格倫研究中心的直接能量轉換小組的工程師Ian Jakupca說,這些計劃讓空間燃料電池的研究“重新煥發活力”。

燃料電池使用氫氣和氧氣來產生電力和水。與可以使用空氣作為氧氣來源的地面上的燃料電池相比,空間燃料電池需要使用純氫氣和純氧氣。

Jakupca說,曾經在航天飛機計劃中運行的燃料電池現已過時。那些燃料電池含有腐蝕性的、會滲出的氯化鉀。并且還含有石棉,而它的制造過程會引起健康問題。現在正在研發的燃料電池使用一種名為Nafion的固體塑料作為電解質。這是傳導氣態離子進行燃料電池化學反應的介質。其他的創新包括用于將水從單個燃料電池中帶走的芯吸系統,以及基于地球的系統使用的微型葉片吹風機系統。

為什么燃料電池?首先,它們更輕。另一方面,它們持續時間更長。Jakupca說,一個含有12磅重緊湊的燃料電池裝置在一兩年內可連續產生約250瓦的電力,而同等大小的電池只能工作約一個月。

每公斤材料運往太空的價格約為150萬美元,他們也在尋找月球上氫和氧的可能來源。在月球風化層中發現了水。

Jakupca和其他人也在研究再生燃料電池,其目標是三年內在約翰遜航天中心進行測試。它將能夠從氫氣和水中發電。但它也可以在反向充電模式下運行,使用電和水來產生氫氣和氧氣。在太空中,一些電力輸入可能來自太陽能電池板。

“地球上很少使用再生燃料電池,”Jakupca說。然而,對于一個月球表面的基地,它“是唯一的非核選擇。”由于各種原因,在月球上建造核電站將是“有問題的”,他補充道。

文/錢海

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