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空間燃料電池首次在軌試驗成功完成

[加入收藏][字號: ] [時間:2022-12-13  來源:人民日報  關注度:0]
摘要: 2022年11月12日10時03分,天舟五號貨運飛船發射成功,開啟了我國空間站T字基本構型完成后的首次貨運任務。在中國載人航天工程辦公室的大力支持下,天舟五號還搭載了由中國航天科技集團五院529廠自主研發的空間燃料電池發電系統載荷,開...

2022年11月12日10時03分,天舟五號貨運飛船發射成功,開啟了我國空間站“T”字基本構型完成后的首次貨運任務。在中國載人航天工程辦公室的大力支持下,天舟五號還搭載了由中國航天科技集團五院529廠自主研發的空間燃料電池發電系統載荷,開展我國首次燃料電池能源系統在軌試驗。


發射前,529廠組織由電能源傳輸與控制、流體驅動與傳輸、表面工程技術3個專業形成的燃料電池團隊完成了產品研制并順利裝上飛船。在軌期間,空間燃料電池順利完成了在軌試驗,初步驗證了燃料電池能源系統在軌艙外真空、低溫及微重力條件下發電特性、變功率響應規律以及電化學反應的界面特性,為空間燃料電池能源系統的研制和關鍵技術攻關提供重要的數據和理論支撐。


隨著我國載人航天任務的發展,載人探月和深空探測任務將面臨長時間的無太陽光照環境。如果還是采用傳統光伏發電系統,會造成能源系統重量大幅增加,無法滿足載人探月等任務供電需求,亟待開發新的能源系統。


為了解決航天器在無太陽光照期間長時間工作問題,529廠研制團隊把目光鎖定在氫氧燃料電池上;跉溲跞剂想姵氐脑偕茉聪到y是目前高能可充電池比能量的數倍。從未來載人航天任務的適應性來看,燃料電池反應消耗氫氣和氧氣,生成產物是水,還可以與推進、熱控、環控等分系統一體化設計,提高資源利用效率。


為此,529廠于2011年開始了適應空間環境的燃料電池能源系統技術的探索和攻關工作。研制團隊通過多年不懈努力,突破了宇航燃料電池靜態排水、空間環境水氣熱管理、系統穩態控制等關鍵技術,成功研制出了國內首臺空間應用氫氧燃料電池工程樣機。


燃料電池系統機理十分復雜,雖然地面落塔試驗或拋物線飛行試驗能夠模擬微重力或弱重力環境,但試驗時間極短,無法充分獲得燃料電池在空間微重力和真空的環境下的運行數據,需要進行太空實驗來進行全面深入的研究。


此次搭載任務,驗證了燃料電池在微重力等空間環境下的運行規律。掌握微重力等空間環境條件對燃料電池運行工況的影響機制,可為后續空間燃料電池能源系統在我國載人探月、深空探測等重大工程中的應用提供支撐。


據介紹,529廠燃料電池項目團隊后續將深入開展空間燃料電池能源系統的工程化研究工作,實現我國燃料電池能源系統的宇航應用。




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