技术突破与核心参数 - 美国麻省理工学院等机构提出并验证了一种新型燃料电池原型装置 其单位重量能量密度可达当前电动汽车所用锂离子电池的三倍以上[1] - 当前电动汽车锂离子电池最高能量密度约为每公斤300瓦时 而新技术在实验室测试中 单个“电池堆”的能量密度接近每公斤1700瓦时 整个系统的平均能量密度超过每公斤1000瓦时[2] - 该电池是一种燃料电池 通过补充燃料实现能量再生 其燃料为液态金属钠 是一种价格低廉且资源丰富的材料[1] 技术原理与设计 - 电池使用液态金属钠为燃料 空气侧作为氧原子来源 两者之间由一层固体陶瓷材料构成电解质 允许钠离子自由通过[1] - 面向空气的一侧设有多孔电极 有助于钠与氧气发生化学反应并释放电能[1] - 团队制作了两种实验室规模系统原型 一种为H电池 另一种采用水平设计[2] - 若用于飞机 系统可设计成类似自助餐厅餐盘架的形式 将多个钠燃料包插入燃料电池中 发电产生的副产品从飞机尾部排出[2] 应用前景与规划 - 该技术对航空等重量敏感领域具备革命性潜力 能量密度的大幅提升可能使电动飞行实现大规模实用化[1] - 现实电动航空的门槛约为每公斤1000瓦时 该技术系统平均能量密度已超过此标准 为区域电动航空发展提供了可行路径[2][3] - 该系统还能拓展至海运、铁路运输等领域 助力交通行业实现深度脱碳[3] - 团队初步计划开发砖块大小的燃料电池模块 预计可提供约1000瓦时电能 以驱动大型农业无人机 并希望在明年内完成演示验证[2] - 未来若在无人机等平台验证成功 将为大规模商业化应用奠定基础[3]