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化学能源在航天电源技术中的发展与应用《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:36:01 阅读: 来源:调音台厂家

2016-11-13 19:13:14来源: 贤集网

通过化学反应,可以利用化学原料制成适用于航天器的燃料电池,燃料电池化学反应会产生水,经过处理后可以直接饮用,因此在载人航天器中应用广泛。目前主要应用方式为化学电池组和航天用燃料电池两种。

化学电池组的发展与应用

因为一次化学电池无法重复充电,在高电流放电时存在散热问题并导致安全性问题,限制了其在航天电源中的应用。目前应用较多的类型包括银锌、银镉、镍镉、镍氢、锂离子蓄电池。银锌电池组性能稳定,但会在环境中自行放电并且循环充放电次数不多,目前已经很少用。

镍镉电池组具有很长的使用寿命和循环寿命,但过放电较大会影响其使用寿命,目前已经被镍氢电池组逐步替代。镍氢电池组质量轻、能量密度高目前已经在飞行器上广泛使用。锂离子电池组的单位质量和单位体积比能量均优于其他化学电池,但由于其循环使用寿命低,将来可充当过渡

电源。

航天用燃料电池的发展与应用

燃料电池同时具备化学电池和内燃机的特点,在工作中只要持续补充燃料,便可以输出电能,有很高的燃料利用率。目前主要有质子交换膜燃料电池和碱性燃料电池两类。目前燃料电池通常与太阳能电池或者其他电源结合使用,可以提供稳定的连续电能。由于燃料电池具备高比能量、清洁性、安全性同时不受卡诺循环限制的特点,在月球以及火星基地中具有很强的应用潜力。

核电源的发展与应用

航天器应用的和电源包括核反应堆温差发电器、同位素温差发电器、热离子发电器等等,这些不同类型的发电器都是利用原子核裂变、衰变释放的能量进行发电,这些能量会用热传递的形式释放出来,利用热电转换器直接转换为电能。核电源有着寿命长、可靠性高的优势,对于强带电粒子场、核辐射与微流星轰击,有着良好的承受力,可以应用在军用卫星与探测器之中。

在美国,气象卫星、深空探测器中都应用了核电源。但是,核电源也有突出的缺点,就是价格昂贵,安全性能差,目前各个国家都在致力于研究更优异的核电源,以便满足功耗增长的客观需求,相信在空间核能源的发展下,核能源将会得到更为广泛的应用。

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