伯明翰大学试运燃料电池内河船

据fuelcellsworks报道：英国伯明翰大学已用三年的时间研制燃料电池运河船。燃料电池应用在造船业与应用在汽车行业不同，减重没有意义，却需要燃料电池系统与轮船本身有几乎一样长的寿命。要达到这一目标，储氢系统必须借助电子探针的帮助。

搭载电子探针储氢罐的氢能游艇«Ross Barlow»

三年前英国伯明翰大学开始了一项试验，将老化的船舶改造为新能源船。旧的柴油发动机驱动系统和油箱被一个蓄电池和一个带有储氢系统的燃料电池堆取而代之。2007年9月，“Ross Barlow” 在英国的3500公里长的运河系统里开始了它的首航。去年这条船进行了它有史以来最长的航程—四天行驶105公里。

为大规模生产的氢能驱动系统量身定制的存储技术

改造该船第一步就是计算这条船所需的功率密度。基于以前的蓄电池驱动的运船的经验，应采用10KW的永磁电机。为了提供长途旅行所需的能量，又装载了一个1KW的商业燃料电池系统。该系统最初被设计应用在电信业作为不间断电源（UPS）。但其容量不足以直接推动船舶运行，因此“Ross Barlow”还安装了一个 47KW的铅酸缓冲电池。

该装置可储存50KW能量所需的氢，这相当于20个10升高压储氢瓶。储氢罐使用的储氢材料是由合金钛，锆，锰，钒，铁粉末状组成的合金。氢气可以吸附在作为存储介质的合金粉末上，并且只有在加热时才会释放氢气。由于合金在吸附氢气时，会放出大量的热量，而这些热量又必须及时的排放出去，因此这个储氢系统放置在一个大的水箱中，以便根据需要加热或者放热。此外，这个船上还转配额一个320W的太阳能发电系统。

“Ross Barlow”上的储氢系统

充电和放电循环—寿命百年

由于运河的千差万别，所以对于船只的电力供应系统的要求区别也很大。为了尽量减少对燃料电池的磨损，日常的航行中使用铅酸电池。一个典型的内河旅程需要4至6小时，而在此期间需要12至18千瓦时的电能。在连续运行过程中，燃料电池每天可以提供24千瓦时的能量。当铅酸电池的电能低于19千瓦时，电子监控系统将会控制燃料电池对铅酸电池充电，燃料电池每天的发电量足够使船连续运行六小时。在研发的过程中，氢存储系统的可靠性和运行寿命是都是在实验室中进行测试得到的。就实际应用而言，如果每年在运河中行驶650千米的话，平均每一个月充电一次。在这种情况下，储氢系统可以至少使用100年，与船本身的寿命相差无几。

航行测试结果

在为期四天的夏季测试期间，“Ross Barlow”氢能船舶一共消耗了106KW的电能，除了提供船舶运行所需的动力之外，还提供了船上的照明和船员的移动电话和笔记本电脑充电。其中，铅酸电池提供71％的能量，氢燃料电池提供25％的能量，太阳能电池板提供4％的能量。整个发电过程几乎是没有噪声的，因此获得船员的一致好评。另外值得注意的是，“Ross Barlow”原先使用的是50L的柴油机，相同的行驶路程需要排放133千克的CO2。而现在的“Ross Barlow”几乎不排放污染物。