Busch 真空解決方案的循環鼓風機為瑞士首架氫氣飛機提供支持

根據德國航空太空中心的資料，2024 年有超過 3600 萬次航班起飛，使空運產生 的 CO₂ 排放量約占全球總量的 2.1%。這大約相當於德國等國家的年度排放總量。為了減少航空對氣候的影響，並在未來使航空旅行更環保，需要新技術。Busch 的真空解決方案被用於相關研究。

德國聯邦議院技術評估辦公室 (TAB) 的報告指出，永續燃料是短期創新最重要的領域，因為燃料使用是航空氣候影響的主要因素。

氫氣尤其具有作為清潔航空燃料的巨大潛力。然而，TAB 報告指出，在飛機上儲存氫氣在技術上具有挑戰性，因為氫氣需要在零下 253 攝氏度的環境下儲存在大型隔熱儲罐中，這類儲罐相當沉重。克服這些障礙需要持續研究，並對現今的飛機和基礎設施進行技術改進。

秉持這樣的創新精神，Cellsius 協會組織的一群瑞士學生開發出一架完全由氫氣驅動的小型飛機。Cellsius 是一家成立於 2022 年的非營利組織，致力於研究永續航空。蘇黎世聯邦理工學院的學生可以在學士學位課程的最後一年將所學的工程專業理論知識應用到真實飛機的實際案例中。

在此期間，他們開發了 H2 Sling，這是一架以氫氣作為能源運行的飛機。Busch 真空解決方案捐贈給蘇黎世聯邦理工學院的 MINK MH 循環鼓風機，實現高效的氫氣再循環，為研究項目和技術進步提供支持。

瑞士的第一架氫氣飛機

飛機本身由 100 千瓦的燃料電池系統提供動力。在燃料電池中，氫氣和氧氣之間的電化學反應會釋放電力和熱量。電池由兩個電極組成，兩個電極由電解質膜片分隔：陽極和陰極。膜片負責離子傳送。

氫氣從陽極側進入。氫分子分裂成質子和電子。氫分子透過膜片擴散至陰極，在此與環境氣體中的氧氣反應生成水，由此釋放能量。電動馬達使用此能量為飛機的螺旋桨提供動力。

由於水是反應的唯一副產物，因此在飛行過程中不會有對氣候有害的溫室氣體排放到大氣中。氫氣本身儲存在飛機機翼下方的兩個儲罐中，每個儲罐容量為 2.6 公斤。由於氫氣具有高能量密度，因此飛機能夠飛行 200 公里，相當於約兩小時的飛行時間。2025 年 10 月，飛機首次亮相並首次公開展示。這架飛機目前正在等待瑞士聯邦民航局的認證，以便在 2026 年春季進行首次試飛。最終目標：飛越阿爾卑斯山。

Busch 的 MINK MH 確保高效再循環

為了使燃料電池可靠運作，必須仔細控制氫氣和空氣供應，以維持化學反應。Busch MINK MH 循環鼓風機可確保未反應的氫氣不會被浪費，而是有效地重複使用。

工作原理如下：氫氣來自機翼下方的高壓儲罐。為了確保燃料電池中的化學反應穩定，供應的氫氣量比實際需要的氫氣量多。這可避免局部「燃料匱乏」現象，當燃料電池中沒有足夠的反應物時便會產生此現象，最終導致反應循環停止。

由於供應過量，反應完成後仍會有剩餘氫氣。若不使用這些剩餘氫氣就意味著需要更大的儲罐來運載維持反應所需的氫氣，從而增加飛機的重量並降低其效能。因此，為了最大限度地延長飛行時間和飛行里程，未使用的氫氣必須進行再循環。

專為燃料電池開發的循環鼓風機

為此，反應物必須從燃料電池的陽極出口返回到其入口。Busch 的 MINK MH 在此發揮作用：兩個爪型轉子在壓縮機外殼內朝相反方向運轉。由於這些爪式轉子的迴轉，氫氣被吸入內部、經過壓縮，然後返回燃料電池的陽極，在那裡與儲罐中的新鮮氫氣混合。以這種方式，反應循環可不間斷地繼續。透過重複使用未反應的氫氣，可將燃料消耗降至最低並節省資源。

MINK MH 是一款經 TÜV 認證的循環鼓風機，專為在燃料電池中使用而開發。「Busch 是少數提供氫燃料電池解決方案的供應商之一。我們已經在測試迴路中安裝了較小版本的 MINK MH，獲得了非常好的使用體驗。」H2-Sling 專案技術主管 Andres Neff 說。「測試系統中的一切都完美運作，鼓風機非常使用非常方便。因此，我們很高興能夠在我們的專案中使用更大版本的鼓風機。」