增强水上发现能力
图 1：Mira 在官方发布会上。Hydro Motion Team 的 2025 年液氢动力船。
海事部门向可持续能源的过渡需要的不仅仅是雄心壮志，还需要精确性。这就是为什么 Alicat Scientific 很自豪能够作为铜牌合作伙伴支持代尔夫特理工大学水力运动团队的 2025 年开创性项目。他们的目标是设计、建造、测试和比赛 Mira，这是一艘氢动力水翼船，设计有双氢系统、一个气态氢罐和一个完全集成的液氢罐，参加摩纳哥能源船挑战赛。
为这一创新燃料系统配备我们的 MCRQ 质量流量控制器，使该团队能够安全准确地管理氢燃料输送，帮助他们证明液氢可以为下一代清洁船舶推进提供动力。
挑战：让氢气用于海上运输
代尔夫特工业大学水力运动团队的目标既雄心勃勃又鼓舞人心。他们计划在一年内设计、建造、测试和比赛一艘配备双氢系统的功能齐全的船只，并参加 2025 年摩纳哥能源船挑战赛。
但除了比赛本身之外，团队的使命还更远。通过证明船只可以使用液态氢成功运行，他们的目标是激发整个海事领域更广泛的创新。这项工作证明了氢气作为化石燃料的清洁、可扩展替代品的潜力。
该项目建立在该团队过去在压缩氢方面取得的成功之上，压缩氢已经是一种经过验证的零排放船用燃料。现在，随着团队推动更大的续航里程和机载效率，存储量和能量密度是下一个重大挑战。
为了解决这个问题，该团队选择使用液态氢。其体积能量密度是 350 bar 压缩氢气的三倍。这使其成为节省空间和延长耐久性的有效方式，这是高性能船舶的关键要求。
但是储存和使用液态氢带来了挑战。燃料必须保持在 −253°C，需要绝缘的低温罐。该团队通过定制的双壁真空绝缘碳纤维储罐系统解决了这个问题。这将热量进入限制在仅 7 瓦，相当于一个小 LED 灯泡。为避免浪费能源，燃料电池的余热用于在到达燃料电池之前将氢气加热到所需的 ~20°C 工作温度。
这些权衡（蒸发率、储罐体积、存储重量和机载汽化）正是本项目旨在探索的现实世界约束类型。虽然 Mira 是一艘紧凑的水翼船，但更大的问题仍然存在：像这样的系统能否扩展到更大的船只，例如渡轮？这就是 Alicat 很高兴与那些正在突破可能性界限的合作伙伴一起支持的那种想法。
Alicat 的作用：汽化后的流量控制
在 Mira 的氢气系统中，氢气以低温液体的形式储存。在到达燃料电池之前，它会通过蒸发器，在环境温度下转变为气体。这个阶段至关重要：以正确的压力和流量输送气体需要稳定的调节、快速的反馈和精确的控制。
图 2：Hydro Motion Team 氢气系统的简化图。
为了满足这一需求，该团队在蒸发器的下游集成了Alicat MCRQ质量流量控制器。该设备管理进入燃料电池的氢气的质量流量，并实现：
- 为燃料电池提供稳定、精确的进料压力。
- 通过实时质量流量监测测量氢气消耗量
- 监测压力和温度，帮助防止燃料电池出现脱水或燃料匮乏等问题。
- 支持测试验证和实际性能优化。
MCRQ 结构紧凑，通过 ATEX 2 区认证，专为快速系统响应而设计。它很容易集成到比赛准备船的严格限制中。它在系统开发过程中的作用至关重要，可以帮助团队收集数据、调整参数并为比赛日的表现做好准备。简而言之，它有助于将大胆的氢工程转化为运行可靠性。
整个星期，Mira 展示了氢能的可能性。该团队主要使用他们的气态氢气罐进行航行。液氢系统已完全建造，在陆地上进行了测试，并集成到船上，为未来的比赛做好准备。实现这一双重系统是一个重要的里程碑，为未来的进步奠定了基础。
为什么选择 MCRQ
图 3：Alicat’s MCRQ 装置安装在 Hydro Motion Team 的氢气控制系统内。
Hydro Motion 团队与我们的应用工程师一起选择了 Alicat MCRQ 系列，因为它在低流量氢气应用中具有久经考验的能力，可提供精度、速度和安全性的强大组合。影响该决定的主要特征包括：
- 流量范围为 0 – 1.5 g/s，这意味着在标称流量为 1 g/s 时± 0.01 g/s 的不确定性，足够小以保持一致的燃料电池输出。
- 4 – 20 mA 模拟输出，专为其高速更新速率（kHz 范围）而选择
- ATEX 2 区 IIC 认证，需要最少的额外安全基础设施。
- 上游阀门位置，能够精确调节下游进料压力，支持燃料电池堆中常见的 ~2.5 bar 等目标值。
- ± 读数精度为 1.0%（或满量程的 ± 0.2%）
这些功能共同为团队提供了一个强大、紧凑且响应迅速的解决方案，这是实际测试的关键推动因素，也是朝着可扩展的清洁氢推进迈出的一步。
比赛进展和下一步
代尔夫特理工大学团队在今年早些时候推出了 Mira，并在 2025 年摩纳哥能源船挑战赛上对她进行了测试，参加了 SeaLab 级比赛，该大师班推动了海运业替代推进器的创新。
在比赛中，Mira 取得了令人印象深刻的成绩：机动性和 16 海里速度赛第三名，最高时速 50 公里/小时的速度记录第二名，耐力赛第一名，证明了三个小时稳定的可靠性。这些强劲的表现使该团队在 SeaLab 级别中获得了令人印象深刻的第二名，这证明了这艘船的韧性和背后的奉献精神。
Alicat的仪表通过确保稳定、精确的氢气流动，支持燃料电池的安全运行，以及在真实比赛条件下的宝贵性能数据，发挥了至关重要的作用。这种合作伙伴关系不仅仅代表提供流量控制器。它展示了当教育、工程和实际测试结合在一起时，可持续创新是如何产生的。通过支持 Hydro Motion 团队及其在 Mira 上的工作，Alicat 为以下方面做出了贡献：
- 推进海上运输中的液氢燃料系统
- 赋能实践工程教育
- 推广实用的低排放推进技术
我们很荣幸能成为这个项目的一部分，并自豪地知道我们的仪器正在帮助引导清洁海洋能源的未来，我们期待看到下一个团队进一步取得这一突破。
我们在一起，不仅仅是测量氢气，我们正在帮助氢能行业的未来。