Toshiba 和 Airbus 最近簽署了一項聯合研究協議,旨在研究超導電動機技術在未來氫動力飛機中的應用。這項合作將專注於 Toshiba 開發的一種高輸出電動機系統,該系統的體積和重量都顯著小於傳統電動機。該技術的核心是一個於 2022 年完成的 2 兆瓦超導電動機原型,Toshiba 超導電動機開發負責人水谷文俊詳細說明了吸引 Airbus 關注的規格。
水谷表示:「我們成功開發了一款輕巧緊湊的超導電動機原型,卻能提供高達 2 兆瓦的輸出。」他強調,「其重量僅為同等輸出的傳統產品的十分之一。」這種高功率與重量比對航空業至關重要,因為減輕重量對提高效率和操作可行性至關重要。水谷還提到,這些特性與 Airbus 對其氫動力飛機概念的技術要求相符。
這款電動機專為電動推進系統設計。在這種系統中,氫燃料電池將產生電力,進而驅動超導電動機推動飛機的推進器。這種方法與在燃氣渦輪發動機中直接燃燒氫的方式有所不同。合作的關鍵技術之一是超導性與液態氫作為燃料之間的協同作用。超導材料在降至低溫時能顯示出零電阻並以最高效率運行。
Toshiba 在新聞稿中解釋,這一點可通過使用液氦(在 -269°C 或 -452.2°F 時為液態)和液氮(在 -196°C 或 -320.8°F 時為液態)在地面上實現。氫必須以液態存儲以供飛機使用,這要求保持在極低的溫度下,即 -253°C (-423.4°F)。研究將探索利用這種機載液態氫來達成雙重目的:首先作為燃料電池的燃料來源,其次作為超導電動機所需的冷卻劑。這種綜合方法有望顯著提高整體系統效率,因為省去了需要單獨設置的重型冷卻設備。
水谷強調:「超導技術具有很大的潛力。如果在飛機上得到應用,預期將提高燃油效率並延長飛行距離。」雖然目前的研究仍處於早期階段,但這項技術的應用潛力不僅限於航空業。水谷解釋說:「我們首先想要在飛機中使用這項技術,但更進一步,我們也希望將其應用於船舶,甚至最終進入太空開發。」目前,與 Airbus 的聯合努力將集中於確立超導電動機在商用飛機嚴苛操作環境中的可行性。
在另一項發展中,Genuine H2 和倫敦布魯內爾大學的研究人員計劃將海水轉化為可作為燃料的氫氣。倫敦布魯內爾大學的王新艷教授指出:「我們提取海水,利用可再生電力將其分解成氫氣,然後將其作為分子固體儲存於機上,最終在發動機中燃燒,而不是柴油,並且不會排放 CO2。」這些進展顯示出在可持續能源領域中,氫作為未來清潔能源的重要性。




