Коммерциализация компактной, высокоэффективной, высоконадёжной системы не за горами
Токио, 13 ноября 2013 года — Инновационная система топливных ячеек замкнутого цикла, совместно разработанная Mitsubishi Heavy Industries, Ltd (MHI) и Японским агентством науки и технологий по изучению морских недр, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), стала первой в мире системой в своём роде, успешно прошедшей испытания для электропитания аппаратуры наблюдения в реальных условиях эксплуатации в море. С этим успехом, компактная система топливных элементов, которая расчистила первоначальные технические препятствия благодаря принятию новой системы циркуляции газа и другим нововведениям, как ожидается, заменит обычные аккумуляторы и выполнит важную роль в качестве подводного блока питания для приборов, устанавливаемых на морском дне и для морских исследовательских судов на длительные периоды времени.
Блок, который прошёл полевые испытания в океане, представляет собой высокоэффективную систему топливных элементов из твёрдого полимера (high-efficiency multi-less*), (HEML). Во время тестирования система топливных элементов была установлена на исследовательский блок морской буксировки «Deep Tow» компании JAMSTEC, который был погружён на глубину 180 метров для питания одновременно двух блоков аппаратуры наблюдения. Испытания подтвердили, что электропитание подавалось стабильно и, что оборудование, получая питание от системы, продолжало выполнять свои задачи без перерыва.
В настоящее время в использовании на море находится множество различных наблюдательных платформ, включая глубоководные: например, обитаемые погружаемые аппараты, беспилотные исследовательские суда, буксируемые и спускаемые аппараты. В последние годы, однако, так как их оборудование становится всё более сложным и длительность наблюдений увеличивается, потребление электроэнергии выросло до уровня за пределами возможностей аккумуляторов, имеющих ограниченные возможности по выходной мощности. Уже некоторое время в разработке находятся системы топливных элементов с замкнутым циклом, чтобы обеспечить необходимую мощность; но положительные результаты не были получены вследствие таких вопросов, как неспособность достичь компактных размеров систем в связи с потребностью в оборудовании для циркуляции газа и в увлажнителях для добавления влаги в газ, осложняемых невозможностью предотвратить мизерные утечки газообразного водорода.
В разработанной MHI и JAMSTEC системе топливных ячеек HEML, путём принятия новой структуры в системе циркуляции газа и т.д., решены различные проблемы, которые до сих пор препятствовали созданию жизнеспособной системы. В частности, структура использует клапана для переключения между входной и выходной сторонами батареи топливных элементов через определенные промежутки времени — конфигурация, которая устраняет необходимость вентилятора и увлажнителя, которые вместе неизбежно привели бы к большим размерамы системы. Кроме того, была решена проблема газонепроницаемости батареи топливных элементов и утечки водорода были исключены. Достижение компактных размеров блока позволяет ещё более снизить собственное потребление энергии системой и обеспечивает более быстрое время запуска.
Теперь, когда коммерциализация компактной, высокоэффективной, высоконадёжной системы топливных элементов, после успешных испытаний MHI и JAMSTEC, дело ближайшего будущего, дальнейшее развитие будет осуществляться в направлении к получению системы топливных элементов с полным замкнутым циклом, обеспечивающей выходную мощность в несколько киловатт.
* Примечание: multi-less означает blower-less, humidifier-less and leak-less, т. е. без вентилятора, без увлажнителя, без утечки