市面上已经有多个关于氢动力的飞行的项目,有的是固定翼,有的是VTOL,但是对于开发一款燃料电池动力飞机产品的时机到了吗,这或许首先要了解航空燃料电池动力的水平如何了,这也是我们今天想要关心的话题。这里我们以Zeroavia、霍尼韦尔、丰田、H2fly和powercell关于燃料电池产品开发的进度和态度进行一次横向的了解。2023年1月,当时世界上最大的氢电动发动机飞机首次飞行。Zeroavia的19座多尼尔228试验飞机在飞机左翼改装了全尺寸原型氢电动动力总成,从英国格洛斯特郡科茨沃尔德机场的研发设施起飞,持续了10分钟。2024年8月,通过FAA的Fueling Aviation可持续转型低排放航空技术(FAST-Tech)酌情拨款计划,Zeroavia获得了420万美元的美国联邦资金。这笔拨款将支持ZeroAvia进一步开发和验证其专为2-5兆瓦动力总成应用设计的电推进系统。在FAA支持的背景下,2025年2月,ZeroAvia与FAA就其600kW电推进系统(EPS)的认证基础达成共识,收到了G-1文件(第2阶段),这个EPS主要包括电动机和逆变器等,而管关于全氢电动力总成的认证则是在英国民航局推动。
今年3月ZeroAvia其SuperStack Flex可定制低温质子交换膜(LTPEM)燃料电池架构在包括热管理系统在内的整个系统级别上实现了超过1.0kW/kg的比净功率,ZeroAvia SuperStack Flex是一个模块化燃料电池发电平台,可以在100kW至600kW的净连续功率应用之间进行扩展或缩减。
在Zeroavia的整个发展过程中,也看到了另一家环球氢的突然破产。想要实现氢动力的商业闭环,Zeroavia的产品必须能够支持50座以上的支线客机飞行,那么摆在Zeroavia的最大问题是高温质子燃料电池技术上的突破,提高功率密度到2的水平才有这个改装的可能。所以这也是我们今天一直没有看到更多飞行测试进展的原因,同样燃料电池的适航取证也寿险与此。
霍尼韦尔
霍尼韦尔在几年前就通过并购的方式布局了无人机燃料电池动力产品,为了提升无人机燃料电池的水平,霍尼韦尔还布局了固态燃料电池的技术路线。其参加的一个1MW级燃料电池动力合作项目,霍尼韦尔目前只负责控制系统和健康监测部分,整个系统的目标功率密度水平1.2kw/kg(单独的燃料电池部分参考下文powercell),推进效率为50%,2026年实现地面验证,2028年实现飞行验证。上面说的这个合作项目提供燃料电池的就是Powercell,它主要目标是开发300kw的燃料电池模块,然后通过组合实现MW级别的动力输出,但是燃料电池介于低温和高温之间,也算是产品性能的一次跨越提升,这也使得S300的功率密度水平可以达到5kw/kg,这目前仍在开发具体水平仍不确定。这里另外想说的一家就是丰田,就目前而言对于航空仍是观望的角色,但是其汽车燃料电池动力产品一直都在不断改进和升级。H2fly是除了Zeroavia之外最需要关注的一家氢动力技术开发商,因为被Joby全资收购,一直都是背后默默的贡献者。关于去年Joby氢动力技术验证飞行的具体技术细节并未公开,包括今年Joby开展氢动力无人机飞行也是在悄悄的进行Joby氢动力无人机飞行9小时,新的垂直整合开始了?。但是根据H2fly的相关产品规划,其符合适航要求的氢电推进产品要在2028年后才能向市场提供。在今年更换CEO后,想必H2fly关于面向市场的产品开发工作会被提速。整体上看这个行业,虽然有很多氢动力相关的整机项目,那今天的这个时机合适吗,显然燃料电池动力技术和安全的成熟度还不足以支撑适航级飞机的开发,但在支撑更大和长航时的无人机开发上具备了一定可能性。
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