Водородный квадрокоптер сможет летать долго
Квадрокоптеры-дроны рассматриваются многими транспортными и торговыми компаниями как перспективные устройства для доставки грузов небольшой массы – бандеролей, посылок, пиццы, напитков...
Однако ахиллесовой пятой квадрокоптетов остается их питание. Как правило, применяются аккумуляторы, с которыми устройство может продержаться в воздухе порядка 20 минут, после чего аккумулятор разрядится. За это время он не сможет пересечь даже среднего размера город. А ведь ему еще надо будет вернуться обратно после доставки груза.
Компания Horizon Energy Systems предложила оригинальный выход — использовать квадрокоптер на водородной батарее, а если точнее – топливные элементы на базе никель-водородного аккумулятора (Ni-H2). По принципу работы подобный аккумулятор почти не отличается от Ni-Mh (никель-металл-гидридного) аккумулятора, который в настоящее время встречается относительно редко, но был массово распространен 10-15 лет назад. В частности, такие аккумуляторы использовались в ранних моделях сотовых телефонов и ноутбуках. Отличие только одно: вместо гидрида металлов – лантана или лития, которые содержат водород в химически связанном виде, в аккумуляторах Ni-H2 водород применяется в газообразном состоянии при очень сильном сжатии (соответственно, и при высоком давлении).
Давление водорода Ni-H2 аккумуляторах используется на уровне 8,27 МПа (или более чем в 80 раз выше атмосферного давления). Очевидно, что для надежного удержания водорода при таком давлении требуется мощнейший корпус, при разрыве такой ячейки произойдет взрыв и как следствие — пожар, ибо водород сразу же прореагирует с кислородом. По этой причине подобные аккумуляторы используются весьма ограниченно.
Достоинство аккумулятора этого типа в практически «вечной» службе. Даже после 20 000 циклов заряда-разряда он почти не потеряет емкости, она снизится всего до 85% начальной. Проверить, когда же потребуется замена такому аккумулятору, пока не удалось: от момента его создания прошло не слишком много времени. Рекорд в использовании аккумулятора Ni-H2 принадлежит телескопу Hubble, где именно такой аккумулятор и применяется. Кроме того, подобные аккумуляторы применяются на МКС (Международной космической станции).
Компания Horizon Energy Systems модифицировала аккумулятор Ni-H2 для использования в квадрокоптере: были созданы никель-водородный топливные элементы, причем водород хранится полых рамах квадрокоптера. В опытном образце в рамы помещается 120 граммов водорода. Такой квадрокоптер способен летать 4 часа без нагрузки, и 2,5 часа с нагрузкой в 1 кг веса.
Разумеется, возникает вопрос, как можно отправлять в полет над городом такую «бомбу»? Создатели квадрокоптера планируют максимально усилить защиту запаса водорода, применяя прочные материалы с армированием углеволокном.
Ожидается, что подобный квадрокоптер будет способен доставлять лекарства, и это будет одним из его главных предназначений.