當(dāng)日韓還在推動(dòng)氫燃料電池在汽車領(lǐng)域的商業(yè)化時(shí)，美國(guó)的初創(chuàng)公司已經(jīng)將氫燃料電池的應(yīng)用場(chǎng)景推向了航空領(lǐng)域。
幾十年來(lái)，研究人員一直在思考如何利用氫氣為飛機(jī)提供動(dòng)力。
氫的比能量是任何可用燃料來(lái)源中最高的，其比能量要比噴氣式煤油高出三倍，可以大幅度減輕重量，減少溫室氣體排放，而且比當(dāng)今電池電力推進(jìn)所能達(dá)到的范圍更大。這也給氫在民航領(lǐng)域的應(yīng)用無(wú)限遐想。
現(xiàn)在，包括燃料電池和電動(dòng)機(jī)在內(nèi)的技術(shù)進(jìn)步幾家美國(guó)初創(chuàng)公司鼓起勇氣，試圖開發(fā)出第一款商用氫動(dòng)力飛機(jī)。
據(jù)福布斯報(bào)道，Alaka’i Technologies（阿拉卡技術(shù)公司）的目標(biāo)是今年試飛一架由氫燃料電池驅(qū)動(dòng)的五座多旋翼飛機(jī)，該飛機(jī)設(shè)計(jì)用于垂直起降。這家總部位于馬薩諸塞州的初創(chuàng)企業(yè)表示，它的里程將達(dá)到300英里，并希望明年獲得聯(lián)邦航空局的認(rèn)證。
在加利福尼亞州，創(chuàng)業(yè)公司Zeroavia說(shuō)，他們已經(jīng)試飛了10次用氫燃料電池系統(tǒng)改裝的Piper矩陣。該公司的目標(biāo)是生產(chǎn)一種推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以作為飛機(jī)制造商的選擇，搭載多達(dá)19名乘客的飛機(jī)，如維京雙水獺或即將推出的塞斯納天空快遞，作為著名的普惠公司PT6引擎的替代品。Zeroavia的目標(biāo)是在2022年將其推向市場(chǎng)。
首席執(zhí)行官瓦爾?米夫塔科夫（Val Miftakhov）創(chuàng)立了電動(dòng)汽車充電站業(yè)務(wù)埃莫托沃克斯（Emotorwerks），并于2017年將其出售給了Enel公司。他表示，電池開發(fā)的速度不夠快，無(wú)法為足夠范圍和尺寸的飛機(jī)提供動(dòng)力，從而無(wú)法在對(duì)抗全球變暖的斗爭(zhēng)中發(fā)揮重要作用。
44歲的他1997年從俄羅斯移民到美國(guó)，進(jìn)入普林斯頓的物理學(xué)博士項(xiàng)目，他說(shuō)：“我想看看能做些什么，把零排放航空帶到一個(gè)大的和現(xiàn)有的部門。”
瓦爾?米夫塔科夫（Val Miftakhov）說(shuō)他的推進(jìn)系統(tǒng)通過(guò)質(zhì)子交換膜燃料電池來(lái)發(fā)電，每千克的發(fā)電量將達(dá)到700到800瓦時(shí)，是目前最好的電池的四倍。
Alaka’i 和 ZeroAvia正在采取不同的方法來(lái)克服氫的密度問題。Alaka'i的目標(biāo)是使用冷卻到低于-423華氏度的更致密液體形式的氫，并在100 psi的壓力下儲(chǔ)存在雙壁罐中。
Zeroavia公司正在將氣態(tài)氫壓縮到5000磅/平方英寸左右，并押注豐田Mirai和本田Clarity等汽車的類似高壓燃料電池系統(tǒng)，通過(guò)在道路上建立的安全記錄，從而使其更容易通過(guò)聯(lián)邦航空局的評(píng)審。
伊利諾伊大學(xué)厄本那香檳分校航空航天工程助理教授菲爾?安塞爾說(shuō)，在5000磅/平方英寸的壓力下，壓縮氫的能量含量將是液態(tài)氫的三倍。然而，由于液態(tài)氫在如此低的溫度下沸騰，如果包含液態(tài)氫的罐加熱，它會(huì)給安全儲(chǔ)存和排放帶來(lái)挑戰(zhàn)。
安塞爾正在領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)由美國(guó)宇航局資助的名為“奇塔”的項(xiàng)目，以探索為飛機(jī)創(chuàng)造一個(gè)超低溫液態(tài)氫燃料電池系統(tǒng)的潛力，在這個(gè)系統(tǒng)中，低溫將被用來(lái)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電氣系統(tǒng)。
米夫塔霍夫表示，由于燃料成本較低和維護(hù)費(fèi)用較低，他的推進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)行成本將接近傳統(tǒng)渦輪飛機(jī)的一半。為了補(bǔ)償燃料電池的高成本，Zeroavia公司的目標(biāo)是以“按小時(shí)供電”的方式將其推進(jìn)系統(tǒng)出租給客戶，這種方式在大型渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)中很常見，在這種情況下，運(yùn)營(yíng)商根據(jù)包括維護(hù)在內(nèi)的使用情況支付費(fèi)用。
另一個(gè)較低的關(guān)鍵元素是：范圍。Zeroavia的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)500英里的飛行，與目前的常規(guī)推進(jìn)系統(tǒng)相比，是現(xiàn)有飛機(jī)的一半航程，。
米夫塔霍夫認(rèn)為500英里遠(yuǎn)就足夠了。他說(shuō)：“全世界大約有50%的飛機(jī)起飛距離不到500英里?！迸c祖努姆航空（Zunum Aero）和埃維森（Eviation）等電子航空公司的戰(zhàn)略非常相似，他認(rèn)為，推進(jìn)系統(tǒng)的較低運(yùn)營(yíng)成本將開拓新的市場(chǎng)，使小城市之間的乘客服務(wù)更加實(shí)惠。
該商業(yè)案例給Teal Group分析師Richard Aboulafia提出了問題，他認(rèn)為運(yùn)營(yíng)小型飛機(jī)的通勤航空公司可能會(huì)猶豫是否通過(guò)購(gòu)買較低航程的飛機(jī)來(lái)限制機(jī)隊(duì)的靈活性。
“這種實(shí)驗(yàn)值得做嗎？當(dāng)然?！卑⒉祭苼啠ˋboulafia）說(shuō)?！暗菦]有人真正了解氫小型飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性?！?
阿布拉菲亞（Aboulafia）指出，燃料和維護(hù)只是飛機(jī)運(yùn)行成本方程的一部分，以及機(jī)組人員工資、資本和基礎(chǔ)設(shè)施成本。
他說(shuō)：“僅僅因?yàn)槟憧梢栽谄渲幸粋€(gè)領(lǐng)域做出不確定但可能的改變，并不意味著一切都會(huì)發(fā)生革命?！?
按小時(shí)出租推進(jìn)系統(tǒng)也意味著Zeroavia必須找到愿意資助其銷售的支持者，耐心等待收入的到來(lái)。
瓦爾?米夫塔科夫（Val Miftakhov）表示，他正在與有興趣支持其銷售模式的私募基金進(jìn)行談判。
他說(shuō)，Zeroavia已經(jīng)從包括SystemIQ在內(nèi)的投資者那里獲得了“幾百萬(wàn)”美元的天使輪投資，一半是自籌資金，其余的都是投資者。該公司目前正尋求一輪融資1000萬(wàn)美元。他樂觀的預(yù)測(cè)是他能以接近5000萬(wàn)美元的價(jià)格進(jìn)入市場(chǎng)。
