因為燃料電池產生的氫氣太危險了

2017年11月15日，阿根廷海軍聖胡安號潛艇在南大西洋海域失事，艇上44人全部遇難。事後調查發現又是潛艇內氫氣洩露發生爆炸，最終導致沉沒。阿根廷海軍聖胡安號潛艇

氫氣是高度活潑的氣體，他的爆炸極限範圍非常廣，達到4%～75.6%，特別是潛艇內部各艙室空間十分狹小，水下又通風不易，最害怕的就是碰到氫氣爆炸。通常情況下，潛艇內部氫氣有兩個產生來源，一是製氧機電解水製氧時產生氫氣逸出，二是蓄電池工作時電極會電解電解液產生氫氣。潛艇內部都需要定時進行除氫作業，阿根廷很可能是裝置保養不善

此外還有些其他情況，比如俄羅斯庫爾斯克號核潛艇爆炸，原因就是艇上魚雷的過氧化氫燃料腐蝕洩露，分解放熱施放氫氣產生爆炸，進而殉爆了魚雷艙的魚雷。

這也是潛艇慎用燃料電池的主要原因，因為燃料電池使用的“燃料”就是氫氣，他是讓氫氣和氧氣反應化學能直接轉化為電能，能量轉化率高。對比下傳統柴電潛艇是燃料燃燒，化學能轉化為熱能，熱能轉化為機械能，機械能再轉化為電能，轉化步驟太多，轉化效率太低，尤其是內燃機熱能轉化為機械能效率一直較低。

這也是燃料電池技術一直以來受到潛艇的熱捧，被認為不依賴空氣推進系統（AIP）各種方案中效能最好的。實際應用方面，誰都要嘀咕慌一下，原因就是帶那麼多氫會不會變成“作死”行為。

比如毛子的拉達級潛艇，原本作為基洛級潛艇後繼型號，結果配套的燃料電池AIP技術遲遲無法攻克。毛子後來打算直接購買德國的燃料電池作為替代，結果烏克蘭危機被西方集體制裁又告吹，到現在為止兩艘拉達級潛艇都還沒安裝AIP系統。中國當初和毛子達成引進拉達級潛艇協議，但最後沒有執行，很可能是拉達級潛艇的燃料電池可靠性無法滿足。

這也是為什麼到目前為止，燃料電池作為下潛艇AIP動力早就被大家廣泛看好，但真正在搞的到現在只有德國。德國的212/214型潛艇是目前唯一一款使用燃料電池作為AIP系統的潛艇，這主要是德國在燃料電池方面投入最為巨大，技術最為成熟。而且燃料電池汽車也被認為未來新能源汽車的發展方向之一，德國汽車巨頭在燃料電池領域投入巨大。德國212/214背部設定儲氫罐，即使燃料電池工作可靠性沒問題。但如果潛艇受攻擊或碰撞，發生氫氣洩露也是必死行為。燃料電池最大應用空間還是新能源汽車領域

即使燃料電池技術也相當先進的日本，其建造第11艘蒼龍級潛艇凰龍號更換電池時，也沒有選擇燃料電池，而是寧可選擇同樣有相當危險性的鋰電池，可見對於潛艇來說，鋰電池的危險性跟燃料電池相比就是個弟弟。凰龍號潛艇，日本其實還好，畢竟鋰電池產業世界第一，南韓KSS-3型潛艇用的鋰電池可是三星SDI公司生產的啊，炸死自家note 7手機的那家公司……

AIP不依賴空氣推進系統目前主流有五種，分別是動斯特林發動機、燃料電池、閉式迴圈汽輪機、閉式迴圈柴油機和小型核動力混合推進系統，目前均已裝艇試驗。現在AIP艇都仍以柴油機為主機, AIP只起輔助推進作用，現階段無法承擔水下航行所需全部能量，潛艇需要在水下高速行駛時仍需用蓄電池，AIP系統主要用於低速航行和艇上部分生活負載的能量需要，充其量還是減少通氣管航行時間，降低暴露率，這主要是由於常規潛空間小，AIP系統的燃料和氧化劑攜帶量有限，目前這幾種AIP的輸出功率 只相當於常規潛艇裝備的標準柴油機一電機推進系統最大輸出功率的十分之一左右。

燃料電池的優點

1燃料電池把化學能直接轉換成電能，轉換效率達70%，遠高於其它內燃機效率。

2燃料電池在生成電能過程中基本不需要機械運動部件，所以噪聲很低機械振動小。

3.燃料電泡在能量轉換過程中能量損耗小，因此散熱量小，大大減少了潛艇的熱輻射強度。

4燃料電池執行的直接產物是水和一氧化碳，不產生其它廢氣，不會對尾跡造成不良影響。

5.燃料電池沒有運動部件因此容易維護保養。

但燃料電池也有一個致命的缺點那就是功率密度低，氫燃料儲存不易，安全係數低，更換工作繁瑣。

燃料電池目前在U212艇上己裝艇多年，德國在上世紀80年代開始AIP潛艇研製，霍瓦玆公司開發的是燃料電池，蒂森公司開發閉式迴圈柴油機。裝備燃特電池的212A艇水下排水量1830噸，水下最高航速20節,水面航速12節。燃料電池與艇上柴電系統共存，燃料電池用於水下長時間低速巡邏航行，而柴油機用於高速航行時，兩種可單獨或聯合工作。212A潛艇每個燃料電 池模組單元的輸出功率為34千瓦，9個模組輸出功率達300千瓦。212A如果只用燃料電池推進，以4.5節水下航行可連續航行12晝夜，同時還能提供11千瓦的艇上生活用電，在僅利用燃料電池而不用蓄電池時,可以8節連續航行7天。雖然紙面資料很好，但現實是U212艇的在航率極低。