未知的海域:学生改造帆船,使用氢动力沿哈德逊河航行

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


编者注:伦斯勒理工学院的一支学生团队本周正乘坐“新克莱蒙特”号,一艘配备了两台2.2千瓦氢燃料电池为发动机提供动力的6.7米长的船只,沿纽约州的哈德逊河航行。他们的旅程于9月21日从曼哈顿的84号码头开始,将覆盖240公里(预计时速为8公里)。在沿途停靠数站后,船员预计将于9月25日返回位于纽约州特洛伊的伦斯勒理工学院校园。这是大众科学.com编年报道此次探险的博客中的第一篇,该探险被称为新克莱蒙特计划

新克莱蒙特计划的开展正值罗伯特·富尔顿驾驶世界第一艘商用蒸汽船“克莱蒙特”号从纽约驶往奥尔巴尼200周年之际。伦斯勒理工学院材料科学与工程系的博士生威廉·加斯赖特今年早些时候开始组建船员和资源,为这次以绿色燃料为动力的哈德逊河之旅做准备。加斯赖特还在伦斯勒理工学院的拉利管理与技术学院攻读管理学硕士学位。

“今天早上,我们开始重走富尔顿的蒸汽船‘克莱蒙特’号的原始航程,”加斯赖特在关于周一从84号码头启航的博客中写道。虽然富尔顿在奥尔巴尼停靠,但伦斯勒理工学院的学生将继续前行约16公里到达特洛伊镇,他们的学校就位于那里。

凯西·霍夫曼是伦斯勒理工学院机械工程专业的博士生,也是加斯赖特船员的一员,他在该小组的网站上指出,周一的航程开局不顺,因为“新克莱蒙特”号无法安全地停靠在84号码头,那里水流湍急,旁边停靠着美国海军“无畏”号航空母舰,这是一艘二战时期的航空母舰,自1982年以来一直停靠在曼哈顿西区,并设有一个航空航天博物馆。“威尔和我被迫取消了原定的活动,继续我们的旅程,”凯西在他的计划送行博客中写道。“离开曼哈顿后,我们得以赶上涨潮,迅速通过了乔治·华盛顿大桥、扬克斯科学驳船(我们在那里向围观者挥手致意)和塔潘泽大桥。”船员们在纽约州奥西宁结束了一天的行程,在那里他们可以为周二的航程补充燃料。

“与富尔顿不同,我们不燃烧任何东西,”加斯赖特在他的博客中写道。“新克莱蒙特”号由两套GenDrive 3级燃料电池系统提供动力,这些系统由位于纽约州莱瑟姆的燃料电池开发商Plug Power, Inc.借给学生使用。每套系统重约227公斤,宽约一米,高约一米。该团队使用起重机将这些装置吊入“新克莱蒙特”号,并将它们安装在自制的支架上。

新克莱蒙特”号的燃料电池装置使用压缩氢气作为燃料。燃料电池系统内的一层特殊膜将氢气分离成电子和质子。质子穿过膜,电子在电路中流动,从而产生电力。穿过膜后,质子和电子暴露于来自周围空气的氧气,从而产生尾气水和少量热量。燃料电池为安装在“新克莱蒙特”号船尾的一对发动机提供动力。团队成员对购买的发动机进行了改装,以接受来自燃料电池装置的输入。

“‘新克莱蒙特’号相当不起眼,”加斯赖特在他的博客中写道。“燃料电池装置没有喷射火焰,而是只产生纯净水——甚至比我们航行的河流还要干净。”

新克莱蒙特计划将同时展示氢动力作为交通运输的可行性,强调在氢动力广泛应用之前必须克服的许多挑战,并探索哈德逊河丰富的历史,加斯赖特补充说,“加入我们,在我们回顾过去的同时,帮助展望未来。”

 

图片由伦斯勒理工学院提供


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