我国首台空间应用燃料电池升空

◎本报记者 付毅飞

11月12日，天舟五号货运飞船发射成功，开启了我国空间站“T”字构型完成后的首次货运任务。飞船上搭载了由中国航天科技集团五院529厂自主研发的燃料电池发电系统载荷，计划开展我国首次燃料电池空间在轨试验。

随着我国载人航天任务的发展，载人探月任务会面临月夜长时间无太阳光照等情况。如果采用传统储能发电系统，会造成探测器重量的大幅增加，无法满足载人探月任务的能源系统需求。因此，亟须研究并采用新的能源系统，支撑载人航天任务的正常实施。

为了解决航天器的月夜长时间工作问题，研制团队通过大量调研分析，把目光锁定在具有较高比能量的氢氧燃料电池上。

基于燃料电池的再生能源系统，其比能量是目前可充电电池的数倍。从未来载人航天任务的适应性来看，燃料电池还可以与推进、热控、环控等分系统进行一体化设计，提高资源利用效率。

为此，中国航天科技集团五院529厂于2011年开始了适用于空间微重力环境的燃料电池相关技术研究，研制团队联合国内高校及科研院所，通过多年攻关，突破了宇航燃料电池静态排水、空间环境水气热管理、系统稳态控制等关键技术，成功研制出了国内首台空间应用燃料电池工程样机。

燃料电池系统在工作中涉及多种物理和化学过程，特别在气—液—固多相界面上，反应过程十分复杂。由于落塔试验或抛物线飞行试验只能在极短时间内模拟微重力或弱重力环境，在这么短的时间内无法充分获得燃料电池在空间微重力环境下的运行数据和信息，因此需要开展太空实验，进行全面深入研究。

此次搭载任务，将验证燃料电池在微重力等空间环境下的运行特性规律，掌握微重力等空间环境对燃料电池运行条件下的参数特性的影响规律，为后续宇航燃料电池应用设计提供理论指导和数据支撑，推动宇航燃料电池应用发展，为我国载人探月任务推进提供有力支持。

（素材来源：中国航天科技集团五院）