海水發(fā)電大幅提高水下無人機續(xù)航能力

時間:2017-07-14

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:隨著水下無人機的興起,各大公司都在加速研發(fā)進程。為了提升這類無人機的續(xù)航能力。近日,麻省理工“開放式水動力”研究組成功研發(fā)出全新的鋁水供電系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)利用海水來進行發(fā)電。

隨著水下無人機的興起,各大公司都在加速研發(fā)進程。為了提升這類無人機的續(xù)航能力。近日,麻省理工“開放式水動力”研究組成功研發(fā)出全新的鋁水供電系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)利用海水來進行發(fā)電。

據(jù)外媒“新聞圖譜”科技網(wǎng)站日前報道,包括波音公司在內(nèi)的幾家大公司正不斷推進水下無人機的研發(fā)進程,這類無人機需要更好的續(xù)航電池以保證完成任務(wù)。而美國麻省理工學(xué)院新成立的“開放式水動力”研究組,已研發(fā)出全新的鋁水供電系統(tǒng),讓水下供電更安全,更持久。

對于探測海洋、尋找魚群或拍攝潛水者來說,水下無人機都是必不可少的工具,但現(xiàn)有裝備有一個明顯缺點,就是每次充電的行駛里程有限。而麻省理工對“開放式水動力”領(lǐng)域的研究,改變了當(dāng)前水下無人機供電的“游戲規(guī)則”。研究者讓電力系統(tǒng)“喝”海水,就能激活電池,并且讓電池的儲電能力提升了10倍。

過去,水下無人機通常使用鋰電池供電,但這會帶來一些問題,比如鋰電池容易引發(fā)火災(zāi),一般情況下無法空運,只能用輪船運輸。這意味著使用鋰電池供電的機械有飛行范圍限制。而“開放式水動力”的研究人員表示,已經(jīng)找到了更好的供電方式。他們說,新方案與汽車引擎類似,馬路上飛奔著的汽車是將空氣作為氧化劑來完成供能化學(xué)反應(yīng),而他們的新系統(tǒng)其實是用海水代替了空氣。

伊恩·麥凱是“開放式水動力”研究組的共同創(chuàng)始人之一,他指出,新供電系統(tǒng)主要由一個鋁合金陽極、一個鎳合金陰極,和一個堿性電解液組成。當(dāng)海水被吸入系統(tǒng)時,陰極會將其水解為氫氧化物陰離子和氫氣,之后陰離子又會與鋁合金陽極發(fā)生反應(yīng),生成氫氧化鋁,并釋放電子,此時電路就獲得電力。

研究團隊稱,與傳統(tǒng)鋰電池相比,鋁水供電系統(tǒng)的儲電能力增加了10倍,整個化學(xué)反應(yīng)過程只有在系統(tǒng)完全被海水淹沒時才觸發(fā),不僅耐用而且安全。此外,研究者還指出,雖然在與海水的反應(yīng)中,鋁合金陽極容易被腐蝕,但因為制造成本低,所以不會影響使用。

很快,人們就將知道新系統(tǒng)所標(biāo)榜的這些優(yōu)勢到底效果如何?!伴_放式水動力”研究組正與美國海軍合作,計劃將這些電池使用于探測敵方潛艇的聲學(xué)傳感器中。而另一家名為“自由激流”的公司也在尋求合作,過去他們的水下測繪無人機一次充電后,只能旅行大約185公里,而新技術(shù)預(yù)計能使之?dāng)U大到1852公里。

然而,以上猜測可能只是冰山一角,“開放式水動力”發(fā)電系統(tǒng)能夠應(yīng)用在多個領(lǐng)域中,從而幫助人類更好地了解海底的一切。它可以為水下電車供電,使其行駛得更遠,也可以讓測量儀器下潛更深,繪制海底或?qū)ふ页链?。它可以讓遠程石油勘探,或搜索失蹤飛機更加容易,比如幫助解決2014年的馬航墜機事件。

伊恩·麥凱表示,在搜尋或測繪過程中,深度下潛和返回地面兩個過程中耗能最大,所以過去水下無人機的工作時間非常有限,但新電力系統(tǒng)在這方面有所改善,將提升工作效率。

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