26/11/2013 - Neuer polymerer Brennstoffstapel für unbemannte Flugzeuge

Menéame

Forscher Energieingenieurwesen der CEU-UCH, in Zusammenarbeit mit Labor für Forschung in Fluidodynamik und Verbrennungstechnologien (LIFTEC) - Gemischtes Institut des CSIC und der Universität von Saragossa - und des Luftfahrtunternehmens Alicantina Medavia (Luftfahrt-Mediterrane S.L.) arbeiten an der Entwicklung eines neuen Konzepts für Wasserstoff- und ultraleichte Brennstoffzellen für den Einsatz in nicht bemannten Flugzeugen (UAV) weniger als 30 kg Gewicht.

Diese neue Brennstoffstapel aus Polymer Es enthält neue Materialien wie Magnesiumlegierungen für bipolare Platten als Ersatz für Aluminiumplatten, wodurch sie zu 40% leichter werden, sowie Hochtemperatur-Elektroden-Membransysteme. Diese Gewichtsreduktion wird es kleineren UAV ermöglichen, die Flughöhe und die Flugautonomie zu verbessern und so ihre Nutzungsmöglichkeiten zu erweitern, insbesondere im wissenschaftlichen und ökologischen Bereich.

Los UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) oder unbemannte Flugzeuge haben neben militärischem Einsatz auch verschiedene zivile und wissenschaftliche Anwendungen wie die Bekämpfung von Bränden, die Überwachung von Kommunikationsnetzen oder die Erhaltung der Umwelt. Die bekanntesten UAVs wie Global Hawk oder MQ-1 Predator wurden für militärische Kommunikations- und Kampfanwendungen entwickelt, so dass sie große Antriebssysteme mit hoher Treibstofflast enthalten. Die Forscher von CEU-UCH, LIFTEC und Medavia arbeiten an viel kleineren und leichteren UAVs, die nicht mehr als 30 kg wiegen und Wasserstoff als Brennstoff verwenden.

Die Entwicklung des Projekts ist Teil der Optimierung der UAVs, die das Unternehmen Medavia entwickelt hat, mit eigener Technologie für den Antrieb: eine Entwicklung von Hybridmotor (z. B. Verbrennungsmotoren und elektrische Verbrennungen), geeignet für den Einsatz unterschiedlicher Brennstoffe mit hoher Verbrauchseffizienz, aber mit dem Problem des Leistungsverlustes in hohen Höhen. Aufgrund des geringen Gewichts dieser UAVs kann ein Turbokompressor nicht wie bei größeren UAVs eingebaut werden. Um die Flugflächen zu erhöhen und ihre Autonomie zu verlängern, ist es daher notwendig, ein leicht und unabhängig von Luftdruck und Sauerstoffkonzentration zu entwickeln.
 

ultraleichte Säule

Dieses Forschungsteam entwickelt für diese leichten UAVs eine Brennstoffzellen-Antriebsanlage, wo sowohl der Brennstoff (Wasserstoff) als auch der "Sauerstoff" (Sauerstoff) an Bord genommen werden. Durch eine höhere Kraftstoffeffizienz können höhere Höhenmaße und höhere Flugflächen erreicht werden.

Andererseits wird die Verwendung von Elektrodenmembransystemen (MEAs nach englischer Literatur) die ultraleichte Batterie bei über 150°C betreiben. Dies erleichtert die Handhabung des durch chemische Reaktion erzeugten Wassers in Kathoden, da es in Form von Dampf entfernt wird, und vereinfacht das Kühlsystem der Batterie. Darüber hinaus ist die Verwendung von Magnesiumlegierungen für bipolare Platten mit der Erforschung neuer Beschichtungen zum Korrosionsschutz und neuer Bearbeitungsformen verbunden, um ihre Produktion in großem Maßstab industieren zu können.
 

Untersuchungsteam

Dieses Projekt wird vom Labor für Fluidodynamik und Verbrennungstechnologien (LIFTEC) in Zaragoza, einem gemischten Institut des CSIC und der Universität von Saragossa, geleitet. Die CEU-UCH-Forscher, die an diesem Projekt mitarbeiten, sind Fernando Sánchez, Jordi Renau, José Miralles und Alberto Giménez, Mitglieder der Gruppe für Forschung und Entwicklung von Technologien für Energieanwendungen TEC-ENER, einer der Forschungslinien, die "TecH2" ist, die Energieoptimierung und Kontrolle von Brennstoffzellen, die Wasserstoff als Brennstoff verwenden.

Diese Technologie wurde bereits von der CEU-UCH-Ausrüstung auf das Elektroauto mit Wasserstoffmotor IDEA CEU Car angewandt, der dritte in diesem Monat im Mai im europäischen Wettbewerb um Energieeffizienz, der Shell Ecomarathon, wo es mit 224 Prototypen aus 24 Ländern gemessen wurde. Bei diesem letzten Test gelang es Spanien, den Rekord zu schlagen, indem es 8386 Kilometer mit der Energie, die einem Liter Benzin entspricht, reiste und der einzige spanische Prototyp war, der drei saubere Energien kombinieren konnte: Wasserstoff, Lithiumpolymerbatterien und Solarenergie, mit einer Photovoltaikplatte, die in das Chassis integriert ist.

Das Forschungsprojekt mit dem Titel "Entwerfen und Herstellung eines ultraleichten PEM-Stacks mit mittlerer Leistung für die Energieeinheit eines UAV" wird bis 2015 vom nationalen FuE-Plan des Ministeriums für Wirtschaft und Wettbewerbsfähigkeit finanziert (Ref. ENE2012-38642-C02-01). Die ersten Ergebnisse dieses Projekts wurden in diesem Jahr in Hyceltec 2013 - IV Iberian Symposium on Hydrogen, Fuel Cells and Advanced Batteries vom 26. bis 28. Juni 2013 in Estoril (Portugal) vorgestellt, wo der Preis für den besten Pfosten sowie der erste nationale F & E-Kongress für Verteidigung und Sicherheit am 6. und 7. November 2013 in Madrid verliehen wurde.

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CEU-UCH / DICYT

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