美国研发新型电力系统——利用海水为远程UUV提供动力

据麻省理工学院网站报道,麻省理工学院(MIT)的开放式水力发电公司(OWP,已被L3科技公司收购)研发的一种新型电力系统,旨在提高无人水下航行器(UUV)的航行范围,帮助它们在一系列海底应用中有更好的表现。这种新型铝水动力系统,更加安全、耐用,使用该系统的UUV比使用传统锂离子电池的航行范围增加了10倍。这种电力系统用途广泛,可使UUV潜深更大,潜航时间更长,更好地执行潜入海洋深处探索船舶残骸、绘制海底地图、进行水下研究以及各种军事应用任务。

OWP公司的目标是使该电力系统不仅用于UUV,还可用于各种海底监测系统、声纳浮标系统和其他海洋研究设备。OWP公司目前正在与美海军合作,取代其用来检测敌方潜艇的声学传感器中的电池。今年夏天,该公司使用联合激流自治方案公司(Riptide)的UUV进行水下勘察。目前,Riptide 公司UUV的航行距离大约100海里,但该公司希望OWP能够使其UUV的航行距离增加至1000海里。

大多数UUV使用锂电池,存在的一些问题:锂电池容易着火,一般不能空运;锂电池能量密度有限,需要充电,这意味着UUV的服务费用高昂;电池需要装在贵金属压力容器中。总之,锂电池寿命较短,安全性较低。

相比之下,OWP公司的电力系统更安全、更便宜、更持久。它是由铝合金、镍元素组成的阴极和位于电极之间的碱性电解质组成。当搭载这种电力系统的UUV潜入海洋,海水会进入电池,在阴极出分解为氢氧根阴离子和氢气。氢氧根离子与铝阳极相互作用,产生氢氧化铝并释放电子。然后电子向阴极移动,在移动中提供能量,并重新开始循环。氢氧化铝和氢气都是无害物。只有在充满水时组件才会激活,即使铝阳极被海水腐蚀,更换成本也不高。

OWP公司表示,这种电力系统利用海水,且没有污染物,排出的是无害尾气。使用铝基电力系统,UUV可以从岸边直接发射,从而降低成本。

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作者：张 珂