11月12日，天舟五號發(fā)射成功，開啟了我國空間站“T”字構(gòu)型完成后的首次貨運(yùn)任務(wù)。記者從航天科技集團(tuán)五院獲悉，天舟五號搭載了由航天科技集團(tuán)五院529廠自主研發(fā)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)載荷，計(jì)劃開展我國首次燃料電池空間在軌試驗(yàn)。
為何要研究空間應(yīng)用燃料電池？
航天科技集團(tuán)五院相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，隨著我國載人航天任務(wù)的發(fā)展，載人探月任務(wù)提上日程，屆時(shí)會面臨在月夜長時(shí)間無太陽光照等環(huán)境。若繼續(xù)采用傳統(tǒng)儲能發(fā)電系統(tǒng)，會造成重量大幅增加，無法滿足載人探月任務(wù)能源系統(tǒng)需求。因此，亟須研究并采用新的能源系統(tǒng)支撐載人航天任務(wù)的正常運(yùn)行。
為了解決航天器月夜長時(shí)間工作問題，研制團(tuán)隊(duì)通過大量調(diào)研分析，把目光鎖定在具有較高比能量的燃料電池上。基于燃料電池的再生能源系統(tǒng)，其比能量是目前最輕的高能可充電池比能量的數(shù)倍。從未來載人航天任務(wù)的適應(yīng)性來看，燃料電池反應(yīng)消耗氫氣和氧氣，生成產(chǎn)物水，還可以與推進(jìn)、熱控、環(huán)控等分系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，提高資源利用效率。
為此，航天科技集團(tuán)五院529廠于2013年開始了適用于空間微重力環(huán)境燃料電池相關(guān)技術(shù)研究。研制團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)高校及科研院所，通過多年攻關(guān)，突破了宇航燃料電池靜態(tài)排水、空間環(huán)境水氣熱管理、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制等關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出了國內(nèi)首臺空間應(yīng)用燃料電池工程樣機(jī)。
燃料電池將在天上做什么試驗(yàn)？
燃料電池系統(tǒng)的工作過程涉及多種物理、化學(xué)過程，特別是在氣-液-固多相界面上的反應(yīng)過程，十分復(fù)雜。雖然落塔試驗(yàn)或拋物線飛行試驗(yàn)?zāi)軌蛟跇O短時(shí)間內(nèi)模擬微重力或弱重力環(huán)境，但是其研究時(shí)間較短，無法充分獲得燃料電池在空間微重力環(huán)境下運(yùn)行數(shù)據(jù)和信息，因此亟須進(jìn)行太空試驗(yàn)來對以上問題進(jìn)行全面深入的研究。
據(jù)介紹，此次搭載任務(wù)，將驗(yàn)證燃料電池在微重力等空間環(huán)境下的運(yùn)行特性規(guī)律，掌握微重力等條件對燃料電池運(yùn)行條件下的參數(shù)特性影響規(guī)律，為后續(xù)宇航燃料電池應(yīng)用設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)支撐，推動宇航燃料電池工程應(yīng)用發(fā)展，為我國載人探月任務(wù)推進(jìn)提供有力支持。
