三股力量正推动氢动力航空走向热潮，腾讯已入局

随着Universal Hydrogen在最近实现了全球最大氢电动飞机的首飞，继续将全球航空氢动力变革推向了又一个高度。而在这之前英国的ZeroAvia也在2023年1月实现了世界上最大的氢电动飞机首次飞行（类似的纪录还会一直被突破），还有飞机氢燃料电池技术开发商H2FLY基于HY4在一次飞行中实现了7230英尺的高度飞行，创造了属于氢动力客机的新世界高度纪录。

这些成果的取得均是基于长时间的技术铺垫，例如：被eVTOL整机公司Joby并购的H2FLY在2015年就创立了，其对航空氢动力技术的实践可以追溯到2009年；而2018年成立的ZeroAvia在并购了美国氢动力技术公司Hypoint后，其技术能力得到了进一步加强；作为在2020年成立稍晚的Universal Hydrogen，该团队基于空客的E-Fan X和联合技术公司Project 804，以及Vahana和City Airbus项目实现了长期的工程经验积累。是的，来自美国、英国和德国的三个团队就是本文所说的三股力量，但是在这3股力量中也有来自中国的助力，那就是腾讯对Universal Hydrogen的投资，是不是感觉这一幕和腾讯曾经投资德国的Lilium似曾相识，大概估计还是在B轮入的局。在2022年9月VTOL圈的内部报告分享中，我们就曾重点提及了很多具备eVTOL或者eCTOL良好项目背景的团队已经纷纷开始转向氢动力的方向，这种从投资界到产业界对创新的高度一致追求将社会效率发挥到了极致（而不是一味的追求热点持续内卷），即便最终失败对于社会资源也是一次有价值的失败。尽管国内现在也有一些从事氢动力航空的团队，但是看发展的水平至少目前还不能算是一股力量，只能算是一点希望。

Universal Hydrogen的投资机构，腾讯在其中

三家基于氢动力的公司宏观看上去差别不大，但是在技术路线上还是各有不同。

Universal Hydrogen

Universal Hydrogen的Dash 8-800实现氢动力的首次飞行

Universal Hydrogen一架可搭载40名乘客的支线客机使用氢燃料电池推进，飞行测试是根据FAA准许的特别适航证书开展的，为期两年的飞行测试活动后，预计于2025年使ATR 72支线飞机投入使用氢气的客运服务。目前Universal Hydrogen积累了全球16家客户共收到247架飞机的改装业务，在运营的前十年，改装订单总额超过10亿美元，燃料服务总额超过20亿美元。

在第一次试飞中，飞机的一个涡轮发动机被基于氢的燃料电池兆瓦级动力系统取代。为了飞行安全，双发的另一个动力仍然是传统的发动机。动力总成是围绕Plug Power的ProGen系列燃料电池所构建的。Universal Hydrogen动力总成的特点是不使用电池，而是通过燃料电池直接驱动电机，从而大大降低动力重量和成本。电机改良的magni650电推进装置和电力电子设备由magniX提供。AeroTEC负责包括改装机舱结构的设计、飞机系统的设计和集成，以及飞机改装和氢动力总成在试飞飞机上的安装，这些工作在不到12个月的时间内完成。

ZeroAvia

ZeroAvia的目标是使用气态氢气为氢电零排放ZA600发动机提供燃料支持飞机运营。ZeroAvia对ZA600动力总成的飞行测试是HyFlyer II的一部分，该研发项目部分由英国政府的ATI计划支持。此外，ZeroAvia还在科茨沃尔德机场开发了一条氢加油管道。

对于ZeroAvia最大的亮点是其高温质子交换膜（HTPEM）系统的测试中取得的破纪录性能，该技术应当是从Hypoint并购而来。在ZeroAvia的英国研发基地对加压20kW HTPEM堆功率模块的早期测试表明，比功率达到了创纪录的2.5kw/kg，未来24个月有望达到3kw/kg以上的系统级比功率密度铺平道路。

ZeroAvia的技术路线是通过提高燃料电池堆内的温度和压力，以获得商业上可行的产品。增加的温度和压力允许空气冷却，减少冷却阻力，简化系统，并最终实现更高要求的应用。ZeroAvia团队提供加压HTPEM系统、创新的导电涂层，使铝双极板能够在高度侵蚀性的HTPEM环境中使用，以及一种新型的先进膜电极组件（MEA）方法。具体而言，HTPEM系统将是支持ZeroAvia的ZA2000动力系统的主要候选系统，用于40-80座飞机，以及一系列旋翼飞机和eVTOL应用。下一代燃料电池也足以为波音737和空客A320等100多座单通道涡扇飞机提供电推进系统。

ZeroAvia系统中使用的组件已经在几个独立实验室通过第三方独立测试进行了验证，其中包括美国能源部国家实验室，该测试证实了HTPEM系统加速大型飞机大型氢电动力系开发的潜力。

ZeroAvia在2023年初首次飞行了一架19座飞机，使用了低温PEM（LTPEM）燃料电池系统。LTPEM系统在这些小型飞机的亚兆瓦级上运行良好，但较低的堆芯温度使其更难从大型系统中去除热量。HTPEM技术消除了燃料电池系统中的许多部件，并减少了冷却阻力，从而实现了与商业相关的有效载荷和航程。HTPEM还可以提供更大的耐用性，进一步降低航空公司的运营成本。

H2FLY

总部位于斯图加特的氢燃料电池技术开发商H2FLY，已开始在其HY4飞机上集成液氢储存系统储罐。液氢罐于2022年9月已经通过液化空气公司的振动和液氢泄漏测试后开始集成。

H2FLY主要采用设计、开发基于大功率燃料电池和低温技术的动力总成，并将其集成到现有的飞机中，用于飞行运行测试。H2FLY提供支持HY4飞机的完整燃料电池系统，以及集成平台、燃料电池和储氢系统的整体系统架构和控制。液化空气先进技术公司负责一家低温储罐设计和供应，Pipistrel Vertical Solutions支持储罐的集成和演示；DLR支持高功率燃料电池和系统架构的运行和测试。

在新的储氢系统和燃料电池集成后，该飞机计划在2023年初进入严格的地面测试计划，预计将成为世界上第一架使用液氢飞行的客机。