燃料动力电池用于航天器电源系统的优势

电源系统是航天器中不可缺少的重要组成部分，其可靠性直接影响着航天器的寿命。航天器电源要根据飞行任务、航天器设计寿命和供电要求来选择。早期发射的短寿命小功率航天器往往选择锌银电池；长寿命地球轨道飞行的卫星一般选择太阳能阵列+蓄电池组；而燃料动力电池更适合应用于载人航天器；深太空探索则可选择核电源[2]。航天器的发展迫切要大功率、长寿命和高可靠性的电源系统。

电源系统的质量在航天器中的比重较大，如我国2003年发射的一颗微小卫星，电源占整个卫星质量的16.6%。航天发射的成本很高，以1996年的发射技术，1kg设备发射上天的费用为2万美元[3]，高能量密度的燃料动力电池在航天应用领域很有吸引力。燃料动力电池的能量密度可达100～1000Wh/kg[4]，而航天电源中使用较多的镍电池，能量密度仅为25～40Wh/kg[5]。对质量要求非常严格的高空长航时太阳能飞行器，要求储能装置的比能量在400Wh/kg以上，目前只有燃料动力电池可满足要求。

燃料动力电池同蓄电池相比，无自放电、无记忆效应及不存在过充过放。燃料动力电池系统中贮存的氧气和氢气，还可用于生命支持系统和姿态调整。从再生燃料动力电池中排出的废热温度约为50～70℃，可用于航天器的热管理[6]。