電子發燒友網報道（文/莫婷婷）近年來，我國氫能產業快速發展。國家發展改革委、國家能源局聯合研究制定的《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》提到，到2025年，我國將形成較為完善的氫能產業發展制度政策環境，產業創新能力顯著提高，基本掌握核心技術和制造工藝，初步建立較為完整的供應鏈和產業體系，初步建立以工業副產氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系。

當前，氫能在無人機領域已經有所應用。在氫能無人機產業鏈上，包括無人機品牌企業、氫能燃料電池系統企業、通信系統研發商等多家企業均在該領域迎來進展。

解決無人機續航問題：氫能

2020年，我國推出《無人機用氫燃料電池發電系統》，對無人機用氫燃料電池發電系統的通用要求、技術要求、試驗方法以及標志、包裝和運輸要求有了統一的要求，該標準于2020年12月正式實施。氫能具備零污染、零碳排放、能量密度大的特點，被認為是能夠彌補無人機續航不足的解決方案之一。

云創氫電科技創始人徐偉強在XC02氫動力超長航時工業無人機的發布會上對比了采用氫燃料的氫動力無人機、采用鋰電池的電動無人機、油動無人機的優劣勢。從續航時間來看，氫動力無人機和油動無人機是最好的，油動無人機的優劣勢是很明顯的，在環境適應性、能源補充速度上具有優勢，但是振動噪聲和環保特性都比較差。而氫動力無人機在環境適應性、振動噪聲、能源補充速度以及環保特性上都具有一定的優勢。

盡管電池企業正在大力研發能量密度更大、續航時間更長的電池，但氫能在無人機續航能力的優勢在現階段是非常明顯的，可以說，續航能力的提升是氫能源幫助無人機解決的第一個大難題，特別是在工業級無人機的應用上。

當前，工業無人機的需求也在隨著無人化作業的普及而提升。這主要是因為用于工業場景的無人機，例如低空巡檢、地理測繪的場景航程較遠，以完成長時間的數據監測和收集，電量要足夠無人機順利返程。另一方面，部分工業無人機需要攜帶高清攝像頭等較重的設備，對動力系統也提出了要求。一般而言，采用鋰電池的電動工業無人機在進行作業的時候需要準備多塊鋰電池以備不時之需。但頻繁更換電池會降低工作效率。

徐偉強表示，氫能源的能量密度是鋰電池的6倍以上，可以讓無人機續航接近5小時，飛行距離超過300km，作業效率提升8倍，且能量轉化銷量是車用發動機的3倍?！斑@是以前不敢想象的。氫動力系統全過程零排放，最終產物只有純水，而且還是目前能量轉化效率最高的動力形式?！?/p>

除此之外，森林巡檢、火災救援等無人機還要求能夠在不同的溫度下能穩定工作，對環境適應性有較高的要求。

從多種優勢來看，氫能源被認為是當下工業無人機發電系統的最佳解決方案。

早在2016年，科比特航空發布的多旋翼無人機采用氫燃料電池，續航能力做到了273分鐘，也就是約4個小時。彼時，消費級無人機的續航時間一般是在半個鐘左右，工業級多旋翼無人機為1小時左右。科比特的新品讓業內看到了氫能在無人機續航性能上的更多可能性。

時間到了2020年，中國航空公司與新研氫能共同推出六旋翼氫燃料電池無人機，續航時間達到了331分鐘。

無人機產業鏈上的企業，持續探索氫能在無人機上的潛能，并最終通過續航性能的提升體現出來。例如貴州自然資源采用大翼展無人機巡查土地違法行為，一個架次飛巡1.5至2個小時，監測覆蓋面積300平方公里。

從電池、發動機，再到無人機，產業鏈玩家加速推新品

在氫燃料電池系統的企業中，協氫新能源專注于風冷小型氫燃料電池系統。協氫新能源認為小型風冷氫燃料電池在補能時間、續航里程、電池重量、成本下降速度、環保、低溫運行這六大方面解決了鋰電池的痛點。

在補能時間方面，氫燃料電池不像鋰電池需要充電時間，加氫或換罐僅需 10 秒鐘。續航方面，鋰電無人機的續航普遍在 1-1.5 小時，氫能無人機可以做到續航 3-5 小時。

而成本，更是投資人以及無人機企業都在關注的問題，氫無人機可以對鋰電無人機形成“降維打擊”，徐偉強表示，“從初始成本、使用成本和實現無人作業的配套成本來看，氫無人機的綜合使用成本還不到電動無人機的一半”。協氫新能源營銷總監袁勝在公開演講時也提到，由于上游鋰材料成本下降較難，氫燃料電池在產業化后成本下降空間大，下降快，規模化后價格將低于鋰電。

電池重量對無人機的飛行性能、航程、續航等方面都有一定的影響，同時電池重量的增加會減少無人機的有效載荷，在工業場景下會限制其攜帶其他設備的能力。袁勝表示，無人機氫燃料電池系統可以減重60%。

在環保方面，氫燃料電池雙極板、膜電極回收利用率極高，對環境的影響較小。在雙碳背景下，氫能源的使用有著得天獨厚的優勢。

在今年4月，公司發布了新一代5000W小型風冷氫燃料電池——麒麟HITS-5000，面向大載重無人機市場。額定功率為5000W，電壓48—76V，裸堆尺寸110x230x395mm，重量4.6公斤。

圖：麒麟HITS-5000（協氫新能源）

同樣是在今年4月，北京航空航天大學能源與動力工程學院研制的“北航氫動一號”全電航空發動機完成首飛，試飛無人機為翼展3.5米的復合翼無人機。根據介紹，“北航氫動一號”氫能航空發動機將推進器、電機、燃料電池等經過融合設計，也是國內首個直吹冷卻氫能發動機。該團隊還在研發功率量級更高的氫能混合動力航空發動機。

隨著上游氫燃料電池以及氫能發動機的研發以及推出，更多氫能無人機也逐一亮相。

2023年12月，協氫新能源發布了超長續航的氫能工業級無人機入云龍Ⅱ六旋翼無人機，搭載麒麟HITS-2600氫燃料電池系統。該工業無人機的續航是鋰電無人機續航的3倍以上，可以長達3小時。

云創氫電在今年4月發布了氫鵬XC02氫動力超長航時工業無人機，及其F840型號無人機用氫燃料電池。根據云創氫電科技創始人徐偉強的介紹，氫電混合動力系統可以帶來長續航，氫鵬XC02無人機可以做到加氫三分鐘，飛行三小時。“我們具有從核心部件到燃料電池堆、到氫動力系統的全產業鏈正向自主開發能力”，他表示。

F840型號無人機用氫燃料電池采用長壽命高可靠性的石墨板電堆，額定功率2kw，重量僅為2kg，質量功率密度達到行業領先。

通過氫鵬XC02無人機的云端控制系統，可以實現跨越城市的遠程自主作業。在安全性方面，六旋翼布局可以在出現單槳故障的情況下，實現安全降落；氫鵬XC02還集成設計搭載的降落傘和智能開傘系統；通過整體式強化機身結構，可以承受超過10倍重量的過載。在其他方面，氫鵬XC02采用快拆式的腳架和機臂設計，更加便利。

氫鵬XC02無人機可以實現200km以上的遠程應急物資配送，低噪音，4G信號云端控制，適合跨城市貨運飛行；可以實現長達100km的油氣電力管線、高速、河道等固定線路巡檢，在進行廣域測繪作業時，使用電動無人機需要頻繁起降更換電池，但氫動力工業無人機的長續航性能，讓作業效率提升到原來的6-8倍。值得一提的是，在進行森林巡查時，氫鵬XC02無人機可以實現一鍵式起降連續高效作業，定點自主飛行，深入原始森林內部，不需要飛手。

在今年5月， 氫源智能完成了固體氫動力無人機“理工氫源-翠亨1號”首飛儀式。采用全球MOF（金屬有機骨架材料）固體氫電驅動系統，內置高密度儲氫模塊、彈性釋氫模塊與改進型氫燃料電池，質量儲氫密度接近10%。載重30公斤級。

理工氫源-翠亨1號無人機（圖：氫源智能）

官方表示，這是國內首款固體氫動力無人機，在實用性、安全性、經濟型上，均優于35MPa的高壓氣瓶常規氣態儲氫方式。

需要關注的是，盡管當前氫能源已經在無人機領域有所應用，但是要真正實現大規模商業化應用，還需要技術的持續突破，包括實現比功率、材料利用率、發電效率的提高，更重要的還有氫氣利用率也需要不斷通過技術手段實現優化。