潛艦絕氣推進系統AIP簡史(六)＠恐怖天使的心情留言

2004-10-31 00:14:12| 人氣2,081| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

潛艦絕氣推進系統AIP簡史(六)

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附圖說明:德國HDW 公司的U212潛艦構造圖

D. 燃料囊(Fuel Cells)系統

以最簡單的說法一個燃料囊就是利用電子化學技術的設備
它採用的是氫氧化合為水的過程
目前這種技術在太空與汽車工業都有了不少應用
而且很多單位都相信這是未來最有潛力的絕氣推進系統

燃料囊技術有幾種不同的作法
而最適用於潛艦上的是聚合物電解薄膜(PEM)
因為它只要在較低的溫度(攝氏80度)下便可運作
且浪費較少的熱能

PEM 是將加壓的氫氣注入囊中的正極部份
經過白金的催化後每一對分子便為四個氫的正離子
與四個自由電子
這些電子經由外部迴路離開正極(電流)
而在負極的部份每個氧分子也化為一個個獨立的原子

聚合物薄膜的特性可讓氫的正離子通往陰極
並與氧原子結合為水
因此這種作法的一大優點在於唯一的"廢棄物"便是水
另外它也是四種方式中效能最高耗氧量最低的

而一個燃料囊約可供應僅達0.7伏特的直流電
因此可以將它們串連起來以產生更強的輸出
或是以並連的方式來增強其電流

對燃料囊技術而言最大的挑戰在於反應劑的安全儲存
相較於較安全的液態氧儲存液態或高壓氫氣則是相當危險的
其中一種解決之道便是利用金屬氫化物(氫原子存在於金屬當中)
藉由溫度或壓力的調整釋出氫氣
也可以利用較缺乏效率也就是從碳氫化合物中產生氫氣的方式
來進行與氧化合為水的過程

目前有幾家製造商能生產供潛艦絕氣推進系統用的燃料囊
其中一家便是德國的西門子公司
他們與HDW 公司和義大利的Fincantieri合作
製造將安裝在1840噸級U212潛艦上的燃料囊

在U212上共有九個PEM 模組每個可供電達34Kw
全部則能產生約400 馬力
若利用金屬氫化物該艦可以在水下潛伏兩週
並能在不運用電池電力的情況下達到八節的速度

西門子公司目前正在製造下一代的燃料囊
每個可望能產生120Kw的電力
未來則會整合入HDW 公司的U214潛艦上

另外如俄羅斯和加拿大也分別在考慮應用燃料囊的技術
來建造新潛艦或升級舊潛艦

我要檢舉

台長：突擊隊員

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