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球科研站能源系统技术专刊

空间氢氧燃料电池技术发展现状与趋势分析

周子阳，杜玮，王星显，罗若尹，邓呈维

上海空间电源研究所，上海200245)

摘要：针对空间应用场景下的能源需求，对空间氢氧燃料电池技术现状和发展趋势进分析，总结国

内外在空间氢氧燃料电池发电技术的发展趋势，面向利用液氢液氧推进剂的一次燃料电池以及月面

可再生电池应用场景，对多种空间电源技术方案进对比，发现空间氢氧燃料电池在运载火箭上面

级推进剂利用、月面探测能源系统、月球原位资源利用、长时间月面驻留等应用场景具有较高潜力。

通过分析空间应用场景下氢氧燃料电池电源系统特点，对未来空间氢氧燃料电池技术发展趋势，空

间氢氧燃料电池技术发展方向提出展望。

关键词：空间场景；氢氧燃料电池；电源系统；月面资源利用

中图分类号：M911文献标识码：A文章编号：1002-087X(2024)03-0445-09

DOI:10.3969/j.issn.1002-087X.2024.03.015

Spacehydrogen-oxygenfuelcellpowersystemdevelopmentstatus

andtrendanalysis

ZHOUZiyang,DUWei,WANGXingxian,LUORuoyin,DENGChengwei

ShanghaiInstituteofSpacePower-Sources,Shanghai200245,China)

Abstract:Inresponsetotheenergydemandinspaceapplications,theresearchstatusanddevelop‐

mentforegroundofspacehydrogen-oxygenfuelcelltechnologywasanalyzed,andthedevelopment

trendsofhydrogen-oxygenfuelcellpowergenerationtechnologyinspaceweresummarizedbothdo‐

mesticallyandinternationally.Comparisonsweremadeamongvariousspacepowertechnologysolu‐

tions,focusingontheapplicationscenariosofone-timefuelcellsutilizingliquidhydrogenandliquid

oxygenpropellantsandregenerativefuelcellonthelunarsurface.Itwasfoundthatspacehydrogen-

oxygenfuelcellshadhighpotentialinapplicationssuchasupperstagepropulsionforlaunchve‐

hicles,lunarsurfaceexplorationenergysystems,in-situlunarresourcesutilizationandlong-termlu‐

narsurfaceresidence.Byanalyzingthecharacteristicsofhydrogen-oxygenfuelcellpowersystemsin

spaceapplicationscenarios,prospectsforthefuturedevelopmenttrendsanddirectionsofspace

hydrogen-oxygenfue