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美研发全新铝水供电系统 让水下供电更安全

发布时间:2017-07-19

据外媒“新闻图谱”科技网站日前报道,包括波音公司在内的几家大公司正不断推进水下无人机的研发进程,这类无人机需要更好的续航电池以保证完成任务。而美国麻省理工学院新成立的“开放式水动力”研究组,已研发出全新的铝水供电系统,让水下供电更安全,更持久。

对于探测海洋、寻找鱼群或拍摄潜水者来说,水下无人机都是必不可少的工具,但现有装备有一个明显缺点,就是每次充电的行驶里程有限。而麻省理工对“开放式水动力”领域的研究,改变了当前水下无人机供电的“游戏规则”。研究者让电力系统“喝”海水,就能激活电池,并且让电池的储电能力提升了10倍。

过去,水下无人机通常使用锂电池供电,但这会带来一些问题,比如锂电池容易引发火灾,一般情况下无法空运,只能用轮船运输。这意味着使用锂电池供电的机械有飞行范围限制。而“开放式水动力”的研究人员表示,已经找到了更好的供电方式。他们说,新方案与汽车引擎类似,马路上飞奔着的汽车是将空气作为氧化剂来完成供能化学反应,而他们的新系统其实是用海水代替了空气。

伊恩·麦凯是“开放式水动力”研究组的共同创始人之一,他指出,新供电系统主要由一个铝合金阳极、一个镍合金阴极,和一个碱性电解液组成。当海水被吸入系统时,阴极会将其水解为氢氧化物阴离子和氢气,之后阴离子又会与铝合金阳极发生反应,生成氢氧化铝,并释放电子,此时电路就获得电力。

研究团队称,与传统锂电池相比,铝水供电系统的储电能力增加了10倍,整个化学反应过程只有在系统完全被海水淹没时才触发,不仅耐用而且安全。此外,研究者还指出,虽然在与海水的反应中,铝合金阳极容易被腐蚀,但因为制造成本低,所以不会影响使用。

很快,人们就将知道新系统所标榜的这些优势到底效果如何。“开放式水动力”研究组正与美国海军合作,计划将这些电池使用于探测敌方潜艇的声学传感器中。而另一家名为“自由激流”的公司也在寻求合作,过去他们的水下测绘无人机一次充电后,只能旅行大约185公里,而新技术预计能使之扩大到1852公里。

然而,以上猜测可能只是冰山一角,“开放式水动力”发电系统能够应用在多个领域中,从而帮助人类更好地了解海底的一切。它可以为水下电车供电,使其行驶得更远,也可以让测量仪器下潜更深,绘制海底或寻找沉船。它可以让远程石油勘探,或搜索失踪飞机更加容易,比如帮助解决2014年的马航坠机事件。

伊恩·麦凯表示,在搜寻或测绘过程中,深度下潜和返回地面两个过程中耗能最大,所以过去水下无人机的工作时间非常有限,但新电力系统在这方面有所改善,将提升工作效率。(来源:中国海洋网)