未知的海域:學生改造帆船,使用氫動力沿哈德遜河航行

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


編者注:倫斯勒理工學院的一支學生團隊本週正乘坐“新克萊蒙特”號,一艘配備了兩臺2.2千瓦氫燃料電池為發動機提供動力的6.7米長的船隻,沿紐約州的哈德遜河航行。他們的旅程於9月21日從曼哈頓的84號碼頭開始,將覆蓋240公里(預計時速為8公里)。在沿途停靠數站後,船員預計將於9月25日返回位於紐約州特洛伊的倫斯勒理工學院校園。這是大眾科學.com編年報道此次探險的部落格中的第一篇,該探險被稱為新克萊蒙特計劃

新克萊蒙特計劃的開展正值羅伯特·富爾頓駕駛世界第一艘商用蒸汽船“克萊蒙特”號從紐約駛往奧爾巴尼200週年之際。倫斯勒理工學院材料科學與工程系的博士生威廉·加斯賴特今年早些時候開始組建船員和資源,為這次以綠色燃料為動力的哈德遜河之旅做準備。加斯賴特還在倫斯勒理工學院的拉利管理與技術學院攻讀管理學碩士學位。

“今天早上,我們開始重走富爾頓的蒸汽船‘克萊蒙特’號的原始航程,”加斯賴特在關於週一從84號碼頭啟航的部落格中寫道。雖然富爾頓在奧爾巴尼停靠,但倫斯勒理工學院的學生將繼續前行約16公里到達特洛伊鎮,他們的學校就位於那裡。

凱西·霍夫曼是倫斯勒理工學院機械工程專業的博士生,也是加斯賴特船員的一員,他在該小組的網站上指出,週一的航程開局不順,因為“新克萊蒙特”號無法安全地停靠在84號碼頭,那裡水流湍急,旁邊停靠著美國海軍“無畏”號航空母艦,這是一艘二戰時期的航空母艦,自1982年以來一直停靠在曼哈頓西區,並設有一個航空航天博物館。“威爾和我被迫取消了原定的活動,繼續我們的旅程,”凱西在他的計劃送行部落格中寫道。“離開曼哈頓後,我們得以趕上漲潮,迅速通過了喬治·華盛頓大橋、揚克斯科學駁船(我們在那裡向圍觀者揮手致意)和塔潘澤大橋。”船員們在紐約州奧西寧結束了一天的行程,在那裡他們可以為週二的航程補充燃料。

“與富爾頓不同,我們不燃燒任何東西,”加斯賴特在他的部落格中寫道。“新克萊蒙特”號由兩套GenDrive 3級燃料電池系統提供動力,這些系統由位於紐約州萊瑟姆的燃料電池開發商Plug Power, Inc.借給學生使用。每套系統重約227公斤,寬約一米,高約一米。該團隊使用起重機將這些裝置吊入“新克萊蒙特”號,並將它們安裝在自制的支架上。

新克萊蒙特”號的燃料電池裝置使用壓縮氫氣作為燃料。燃料電池系統內的一層特殊膜將氫氣分離成電子和質子。質子穿過膜,電子在電路中流動,從而產生電力。穿過膜後,質子和電子暴露於來自周圍空氣的氧氣,從而產生尾氣水和少量熱量。燃料電池為安裝在“新克萊蒙特”號船尾的一對發動機提供動力。團隊成員對購買的發動機進行了改裝,以接受來自燃料電池裝置的輸入。

“‘新克萊蒙特’號相當不起眼,”加斯賴特在他的部落格中寫道。“燃料電池裝置沒有噴射火焰,而是隻產生純淨水——甚至比我們航行的河流還要乾淨。”

新克萊蒙特計劃將同時展示氫動力作為交通運輸的可行性,強調在氫動力廣泛應用之前必須克服的許多挑戰,並探索哈德遜河豐富的歷史,加斯賴特補充說,“加入我們,在我們回顧過去的同時,幫助展望未來。”

 

圖片由倫斯勒理工學院提供


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