佛罗里达农工大学-佛罗里达州立大学工程学院的研究团队成功设计出一套创新的液氢储存与输送系统。该系统旨在为实现零排放航空提供关键技术解决方案，通过将氢气同时用作清洁燃料和飞机动力系统的冷却介质，显著提升了能源利用效率。
这项发表于《应用能源》期刊的研究提出了一套为100座级混合动力飞机量身定制的设计。飞机动力来源于氢燃料电池和由氢涡轮驱动的超导发电机。该研究展示了如何高效储存与输送液氢，并利用其超低温特性对机载关键系统进行冷却，从而满足飞机各飞行阶段的复杂能源需求。机械工程系教授、该研究通讯作者魏国表示：“我们的目标是创建一个能够处理多项关键任务的单一系统：燃料储存、冷却和输送控制。这项设计为现实世界中的氢能航空系统奠定了基础。”
研究团队面临的核心挑战之一是氢气的低密度储存问题。为实现系统优化，他们定义了“燃料质量与整个燃料系统质量比值”这一新指标，并通过调整排气压力、热交换器尺寸等关键参数，最终使该比值达到0.62，意味着系统总重量的62%为可用氢燃料，较传统设计有显著改进。
该系统采用无泵设计，通过调节储罐压力来控制氢燃料流量，并结合分级热交换器网络，使流经的液氢依次冷却超导发电机、电缆、电机及电力电子设备等部件，最终预热后进入燃料电池。魏国教授指出：“以前，人们不确定如何在飞机上有效地输送液氢，以及是否还能用它来冷却动力系统部件。我们不仅证明了这是可行的，而且还证明了这种设计需要进行系统级优化。”
该研究是美国宇航局“综合零排放航空计划”的一部分，下一阶段将在佛罗里达州立大学先进电力系统中心进行原型系统构建与实验测试。
