无人机用电池

目前锂电、燃油无人机存在的问题：

多旋翼无人机续航能力有限是民用无人机行业的痛点，目前市面上的民用无人机主要采用锂聚合物电池作为主要动力，续航能力一般在20分钟至30分钟之间，因技术方面不同有所差别，大部分续航时间都是在45分钟以内。现有专业级无人机也存在载重负荷比较小，续航能力不足等突出问题。

燃料电池无人机的优点：

1、清洁环保、红外辐射弱：无污染，工作时无噪声，室温发电红外辐射弱；

2、能量密度高、续航能力强：远高于锂离子电池，续航时间长；

3、能量转换效率高：可达60%，是内燃机、火力、太阳能发电的两倍以上。

传统锂电类无人机在充放电几十次之后,容量都会有较大的衰减,失去执行任务的能力,以国内某公司研发应用于无人机为例，其燃料电池动力系统的能量密度达到了600wh/kg,是目前最好的锂电池无人机系统的三倍以上。在续航里程方面,，无人机搭载高密度燃料模块,可轻松实现3小时以上的超长航时,远超过目前市场中无人机飞行续航15-25分钟左右。

可预见，未来5~10年为氢燃料产业的集中爆发期，随着产业的快速发展，燃料电池成本将逐步降低，有助于进一步推动长续航无人机产业化发展,行业前景广阔。

国内燃料电池无人机的产业化应用情况：

武汉众宇动力系统科技有限公司于2014年底就开始尝试在无人机上应用燃料电池技术，推出两款名为“天行者”的固定翼无人机和“游骑兵”的六旋翼无人机，前者在2015年6月2日创下了12小时连续不断飞行的成绩；两个月后，后者在新疆创造了3小时30分钟的野外飞行记录。在整个飞行过程中，巡航时由氢燃料电池提供稳定动力输出，而在起飞等动力需求较大的时候，锂电池将会进行补充输出；待巡航时，氢燃料电池将对锂电池会将富余的电能回充到锂电池。该公司2016年设计的全国首架以氢燃料电池为动力的六旋翼无人机已正式交付警方使用，标志着燃料电池无人机在警用市场上的实际应用得到了用户的认可。此外，众宇2017年推出的第二代无人机,较第一代产品更加优越，动力系统方面将达到锂电池能量密度的4-6倍,航时可达到6小时以上。

2016年4月10日，科比特航空在深圳首发全球首款产品化氢燃料多旋翼工业级无人机—HYDrone-1800，，该款无人机续航时间长达273分钟（约4小时），用于电力、石化、安防、消防等领域。

目前燃料电池在应用中主要存在的问题：

1，氢气的制取：氢气制取的方法非常多，最常见的包括水电解和天然气或甲醇等化石燃料的重整，目前全球90%以上的氢气都是通过后者的方法制取出来的，技术非常成熟，目前的工厂车间成本大约为2.5元/m3，而在HYDrone-1800上实现4.5小时续航大约只消耗了3.5m3氢气。但是目前氢气还是属于一种工业品，算上分装、压缩、运输、分销等成本，目前高纯氢的零售价格一般在15元/m3左右。目前许多工业国家正努力在未来实现氢经济社会，将氢气变成一种消费品，其潜在的成本非常低廉。我们国家正在大力推广煤制氢，氢气成本大约为0.8-1元/m3。

2，燃料电池价格较高：在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催化剂。而金属铂，就是我们常说的白金，属于稀缺金属，被很多人认为是造成燃料电池成本高的主要原因。但是事实上我们了解到，目前在燃料电池中的铂使用量非常少，其材料成本根本不高，每kW功率燃料电池所含有的铂的价值大约也就100-200元RMB，而且目前用量还在不断降低。真正造成成本高的原因是产业不够成熟，产量太小导致生产成本过高。当然单靠无人机行业可能无法将产量做到足够大，但是随着氢燃料电池在汽车等其他领域的普及，其成本会大幅下降，甚至低于锂电池目前的成本水平。当然目前还有很多公司和研究机构在研究非贵金属催化剂，目前有一些已经取得了不错的效果。

3，氢气的储存：一般常见的储存方法有常压吸附储氢、高压储氢、液氢储氢、化合物储氢等。氢气的各种存储方法都有各自的缺陷，目前一般都是根据终端产品的应用领域和使用方法来选择更合适的储氢方法。在汽车上被各大车厂广泛采用的是高压储氢方法，但是需要匹配合适的加氢设备。工程师们正在不断的努力设计出使用更方便更安全的加氢设备，做到像汽车加油一样的便捷。

发展远景：

2016年成为我国燃料电池车产业化元年,多领域应用助推燃料电池快速发展。除了无人机领域，燃料电池还可应用于汽车、分布式发电等多领域。国内多家车企也陆续推出燃料电池车产业化计划,福田汽车斩获百辆燃料电池客车订单,开启国产化征程,一汽解放与新源动力达成燃料电池合作协议,计划2016-2017年完成100辆以上燃料电池物流车的推广应用,从而实现燃料电池车商业化应用。政策方面，2016年燃料电池车获得国家支持力度加大,国家发改委和能源局发布能源技术革命创新行动计划(2016-2030)中第9项提及了氢能和燃料电池的创新,燃料电池获得明确的发展方向,同时在近期国家科技管理信息系统公共服务平台公布“新能源汽车”等10个重点研发计划专项进入审核环节的项目清单,燃料电池电堆实施单位新源动力拟获批1.26亿。随着燃料电池多领域应用逐步落地,燃料电池需求有望迎来爆发增长期。

氢燃料电池是被看好的21世纪新能源之一，在无人机、汽车、工厂、住宅供电等方面都有着极大的需求和应用前景，甚至在未来有望取代现有石油经济体系的“氢经济”时代，成为人类生活必不可少的能源。世界各国都对氢燃料电池表现出极大的热情并投入巨大的资金。而且我国国家顶层设计也在加快燃料电池的市场化步伐，积极培育以储氢罐、加氢站、输氢管道等为标志的氢经济或氢产业。