空间燃料电池首次在轨试验成功完成

陈人民日报

2022年11月12日10时03分，天舟五号货运飞船成功发射，开启了我国空间站T基本构型完成后的首次货运任务在中国载人航天工程办公室的大力支持下，天舟五号还搭载了中国航天科技集团公司五二九厂自主研制的空间燃料电池发电系统载荷，开展了我国首次燃料电池能源系统在轨试验

发射前，529厂组织了由电能传输与控制，流体驱动与传输，表面工程技术三个专业组成的燃料电池团队，完成产品研制，并成功放上飞船在轨期间，空间燃料电池顺利完成在轨测试，初步验证了燃料电池能源系统在轨道舱外真空，低温，微重力条件下的发电特性，变功率响应规律和电化学反应界面特性，为空间燃料电池能源系统研制和关键技术研究提供了重要数据和理论支撑

伴随着我国载人航天任务的发展，载人探月和深空探测任务将面临长期无日照的环境如果仍然采用传统的光伏发电系统，能源系统的重量将大大增加，无法满足载人探月等任务的供电要求开发新能源系统迫在眉睫

为了解决航天器在没有阳光的情况下长时间工作的问题，529厂的研究团队把目光投向了氢氧燃料电池基于氢氧燃料电池的可再生能源系统，比能量是目前高能充电电池的数倍从未来载人航天任务的适应性来看，燃料电池反应消耗氢氧，产物是水还可以集成推进，热控，环控等子系统，提高资源利用效率

因此，2011年，529厂开始探索和攻关适应空间环境的燃料电池能源系统技术关键问题通过多年不懈努力，研究团队突破了航天燃料电池静态排水，空间环境水气热管理，系统稳态控制等关键技术，成功研制出我国首个空间应用氢氧燃料电池工程样机

燃料电池系统的机理非常复杂地面落塔试验或抛物线飞行试验虽然可以模拟微重力或弱重力环境，但试验时间极短，不能完全获得燃料电池在空间微重力和真空环境下的运行数据因此，有必要进行空间实验，进行全面深入的研究

这次任务验证了燃料电池在微重力和其他空间环境中的运行规律掌握微重力等空间环境条件对燃料电池运行条件的影响机理，可以为我国载人探月，深空探测等重大工程后续应用空间燃料电池能源系统提供支撑

据介绍，529厂燃料电池项目组后续将开展空间燃料电池能源系统的深入工程研究，实现燃料电池能源系统在我国的航天应用。