中國儲能網(wǎng)訊：開放式水力電池在海水中操作更安全、更便宜。另外，與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，用于無人駕駛的水下航行器其航行范圍可提高十倍。其電力系統(tǒng)由合金鋁陽極，合金陰極和位于電極之間的堿性電解質(zhì)組成。組件只有在充滿水時才會被激活。一旦鋁陽極腐蝕，進行更換時成本也不高。
新啟用的新型鋁電池使UUVs(無人水下潛航器)的航行范圍擴大十倍
空中無人機較大的航行距離能夠幫人們在天空中執(zhí)行重要任務(wù)?，F(xiàn)在，麻省理工學(xué)院正在進行的開放式水力發(fā)電(OWP)項目希望能大大提高無人駕駛水下航行器(UUVs)的航行范圍，使他們的一系列海上應(yīng)用能夠像空中無人機一樣表現(xiàn)的更好。
最近，由于被主要技術(shù)公司L3 Technologies收購，OWP開發(fā)出了一種更安全、更耐用的新型鋁水電源系統(tǒng)，與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，其能是UUVs的航行范圍提高十倍。
這種新的電力系統(tǒng)可以有很多更廣泛的用途，包括幫助UUVs更長時間地深入海洋的深淵、探索船舶殘骸、測繪海底形貌、進行海洋研究等。也可用于海上長期的石油勘探和各種軍事應(yīng)用。
隨著收購的進行，OWP現(xiàn)在的目標是加強其電力系統(tǒng)的發(fā)展，不僅僅是為了UUVs，而且還適用于各種海底監(jiān)控系統(tǒng)、聲納浮標系統(tǒng)和其他海洋研究設(shè)備。
OWP目前正在與美國海軍合作，更換用于探測敵方潛艇的聲學(xué)傳感器中的電池。今年夏天，這家新興公司將啟動一個帶有激流自治方案的試點，該方案將使用UUVs進行水下探測。目前，UUVs一次行駛距離大約100海里，但該公司希望OWP可以將距離增加到1000海里。
該電池的發(fā)明者之一Ian Salmon McKay說道“從此以后，人們想在水下做的每一件事都會變的很容易?！彼c機械工程畢業(yè)的Thomas Milnes博士和Ruaridh Macdonald共同創(chuàng)立了OWP,并將于今年獲得核工程領(lǐng)域的博士學(xué)位，他還說到：“我們要去征服海洋?！?
“喝”海水發(fā)電
目前，大多數(shù)的UUVs使用的都是鋰離子電池，但鋰離子電池存在幾個問題。如人們熟知的這種電池會著火，因此UUVs的電池不能空運。此外，他們的能量密度有限，就意味著昂貴的船舶服務(wù)費用，必要時為電池充電。而且，電池需要裝在昂貴的金屬壓力容器中?？偠灾@種電池壽命短且不安全。
相反，OWP的電力系統(tǒng)更安全、更便宜、更持久。它是由鋁合金、鎳元素組成的陰極和位于電極之間的堿性電解質(zhì)組成。
當配備電力系統(tǒng)的UUV被放置在海洋中時，海水會進入電池中，并且在陰極處被分解為氫氧根陰離子和氫氣。氫氧根離子與鋁陽極相互作用，產(chǎn)生氫氧化鋁并釋放電子。而電子向陰極運動，在途中向電路提供能量，以供其重新開始循環(huán)。并且氫氧化鋁和氫氣都是無害廢棄物。
另外，只有充滿水時組件才會被激活，一旦鋁陽極腐蝕，替換它的成本也很低。
我們可以將電力系統(tǒng)視為水下發(fā)動機，則水是化學(xué)反應(yīng)中的氧化劑，而不是汽車發(fā)動機中所用空氣。McKay說：“我們的電力系統(tǒng)可以“喝”海水、排除廢物，但與地面發(fā)動機的廢氣相比，這種排除的廢物是無害的。”
借助鋁基電力系統(tǒng)，UUVs可以從岸上發(fā)射，并且不需要服務(wù)船，這創(chuàng)造了新的機會，降低了成本。例如，就石油勘探而言，目前用于探索墨西哥灣的UUVs需要靠近海岸，并且只能覆蓋幾條石油管道。而由OWP供電的UUVs可以覆蓋數(shù)百英里，可以在需要新的電力系統(tǒng)之前返回，能夠覆蓋所有可用的石油管道。
考慮到2014年的馬來西亞航空公司的墜機事件，其中UUVs被招募去搜索對其他船只設(shè)備不可通行的地區(qū)。McKay說：“在尋找碎片時，像這樣的任務(wù)，大量的能量預(yù)算被用于下潛和上升，所以他們在海底的工作時間非常有限。因此，我們的電力系統(tǒng)還需繼續(xù)改善?！?
