位于北京亦莊的北京新研創(chuàng)能科技有限公司(以下簡稱新研創(chuàng)能)，研發(fā)了一款六旋翼氫燃料電池?zé)o人機(jī)，不間斷飛行331分鐘，打破世界紀(jì)錄。這一成就也顯示：中國的氫燃料電池在一些關(guān)鍵指標(biāo)上躋身世界前列。

這款六旋翼無人機(jī)的核心是一塊氫燃料電池，搭載一個(gè)高壓儲(chǔ)氫瓶為氫燃料電池提供發(fā)電所需的氫氣。一個(gè)月前，新研創(chuàng)能聯(lián)合首航國翼開發(fā)的這款無人機(jī)，實(shí)現(xiàn)長達(dá)331分鐘的不間斷室外飛行，打破了由中航技進(jìn)出口有限責(zé)任公司和深圳市科比特航空科技有限公司聯(lián)合推出的多旋翼無人機(jī)HYDrone-1800于2016年創(chuàng)造的270分鐘的原世界紀(jì)錄。

新研創(chuàng)能于2018年獲得中關(guān)村首批高精尖培育項(xiàng)目“氫燃料電池多旋翼無人機(jī)產(chǎn)業(yè)化”，經(jīng)過一年努力，開發(fā)出功率密度高、重量輕、體積小、性能優(yōu)的2千瓦級(jí)金屬板燃料電池空冷電堆及系統(tǒng)，并成功集成在無人機(jī)上。2019年12月8日在武漢，攜帶2千瓦金屬板空冷電堆及19升/35兆帕輕質(zhì)高壓儲(chǔ)氫瓶的無人機(jī)于上午9:23起飛，下午14:54降落，實(shí)現(xiàn)331分鐘連續(xù)室外飛行，大幅超過項(xiàng)目要求的240分鐘指標(biāo)。不僅如此，在四川甘孜州的高原環(huán)境，無人機(jī)長續(xù)航飛行實(shí)驗(yàn)也獲得成功，證明在大風(fēng)、低溫、低氧條件下，新研創(chuàng)能的氫燃料電池一樣穩(wěn)定。

一般來說，在大范圍、全天候的巡邏場(chǎng)景中，鋰電池?zé)o人機(jī)續(xù)航時(shí)間不到一小時(shí)。而油動(dòng)無人機(jī)震動(dòng)大，高精度拍攝時(shí)需減震器件，加大了載荷。相比鋰電池動(dòng)力，氫燃料電池?zé)o人機(jī)先天具備續(xù)航優(yōu)勢(shì)，而且無震動(dòng)無污染。搭載了氫燃料電池的無人機(jī)，可以拓展應(yīng)用的想象空間。比如集群運(yùn)作時(shí)，長續(xù)航的通信中繼無人機(jī)，可確保機(jī)群飛得更遠(yuǎn)，執(zhí)行一些迄今尚無能為力的復(fù)雜任務(wù)。

雙極板是氫燃料電池堆的核心部件之一，目前主流路線分石墨極板和金屬極板。成立于2017年的新研創(chuàng)能主攻金屬極板。金屬極板便于大規(guī)模生產(chǎn)，而且金屬極板燃料電池堆具有重量輕、體積小、抗振能力強(qiáng)、可低溫?zé)o助啟動(dòng)、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)。

新研創(chuàng)能制造的金屬極板燃料電池堆，乍看并不復(fù)雜，像一頁頁金屬片裝訂成的大書。仔細(xì)看，金屬片凹凸，有復(fù)雜的折線流道。流道將注入的氫氣和空氣均勻引流到整張極板。流道很細(xì)，做到氣流均勻穩(wěn)定的分配并不容易，需要經(jīng)過大量的仿真計(jì)算�？諝庵械难鯕夂蜌錃庠谀る姌O的催化作用下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成水并放熱放電。因此金屬片上還有通道，用空氣或冷卻液來冷卻電堆。

一片片復(fù)雜的金屬片不僅要完美吻合，還得在惡劣環(huán)境下“面不改色”，這對(duì)設(shè)計(jì)和制作工藝提出巨大挑戰(zhàn)。新研創(chuàng)能攻克了0.1毫米金屬板材超深流道的加工制備工藝和技術(shù)用于電堆，電堆性能媲美國際一流水準(zhǔn)。用在無人機(jī)上，可兼顧高效與穩(wěn)定。

除了無人機(jī)用的空冷電堆，新研創(chuàng)能還量產(chǎn)汽車用的水冷40千瓦電堆，峰值體積功率密度達(dá)2.9千瓦/升，位居世界前列。他們還在開發(fā)80千瓦的電堆。

新研創(chuàng)能董事長洪鑫告訴科技日?qǐng)?bào)記者，每設(shè)計(jì)一個(gè)板型，都得反復(fù)模擬計(jì)算。修正模具、焊接、密封等各環(huán)節(jié)都需要摸索。金屬極板燃料電池堆的難度不光在研發(fā)和工藝編制上。因?yàn)榘赐瑯拥墓に嚵鞒�，不同團(tuán)隊(duì)加工出的電堆，壽命和可靠性也有明顯差距。工匠精神至關(guān)重要，要花費(fèi)時(shí)間金錢，耐心打造精英團(tuán)隊(duì)，去精雕細(xì)琢。