Национальный исследовательский университет «МЭИ» и компания BMPower (Сколково) разработали сверхлегкую энергосистему на водород-воздушных топливных элементах с прямой подачей воздуха.

Она предназначена для энергоснабжения легкого воздушного и наземного транспорта, робототехнических устройств, телекоммуникационного оборудования. Для мобильных применений, например на БПЛА, электроскутерах, экзоскелетах, важно, чтобы энергосистема имела минимальный вес при максимальной энергоемкости. Именно этот показатель определяет время полезной работы устройства до зарядки. Энергосистемы на водород-воздушных топливных элементах с прямой подачей воздуха показывают максимальные удельные энергетические характеристики: удельную мощность — до 1 кВт/кг на батарею топливных элементов и удельную энергию для системы — до 700 Вт час/кг. Эта энергоемкость в 3–4 раза выше, чем у лучших литий-ионных аккумуляторов, что кратно увеличивает и время работы устройства. Так, для БПЛА это означает реальное увеличение продолжительности полета в 3–4 раза. Эти показатели сравнимы с БПЛА с двигателями внутреннего сгорания, при этом энергосистема на топливных элементах имеет минимальный уровень шума, вибраций и нулевые выбросы токсичных веществ, а также работает при температурах до 50°С.

Чтобы реализовать их в устройстве, необходимо было решить сложные задачи в области электрокатализа, новых функциональных материалов, силовой электроники, системотехники и др. Например, высокую удельную мощность топливного элемента удается реализовать только при создании эффективных катализаторов с размером частиц всего 2–4 нм. Легкие композитные баллоны вместе с газовой арматурой являются важным элементом разработки и делают энергосистему в целом легкой.