2025年復合材料終端市場:壓力容器
2025年復合材料終端市場:壓力容器
壓力容器一直是增長強勁的復合材料終端市場,這得益于將壓縮天然氣(CNG)當作清潔能源使用的市場需求的穩步增長,包括CNG車輛對Ⅲ型(金屬內膽)和Ⅳ型(塑料內膽)儲罐需求以及工業輸氣對Ⅳ型移動管道需求的增長。復合材料的壓力容器還被用在航天器上,用來儲存火箭推進系統所需要的低溫燃料以及其他系統所需要的各種氣體。
所有這些系統通常由碳纖維復合材料制成,傳統上是將環氧樹脂作為基體樹脂,但目前正在開發的新設計則將熱塑性聚合物用作基體材料。
在新冠疫情期間和之后,用Ⅳ型儲罐儲存加壓氫氣(H2)的勢頭迅猛增長,這是因為,這種用于工業和交通運輸的零排放燃料被納入到實現“將全球氣溫上升控制在2℃以內”這一目標所需要的一系列技術之中。
然而,從2025年第一季度開始,特朗普政府扭轉了美國的氣候和清潔能源政策,優先考慮使用化石燃料。由關稅政策引發的全球經濟不確定性,已經對氫能市場帶來了負面影響,導致發展勢頭減弱。同時,歐洲各國政府已將數十億資金從氣候援助承諾轉向國防開支。人工智能也是一個因素,它吸走了數十億美元的投資,但也迅速增加了對“立即獲得大量電力”的需求,從而阻礙了向清潔能源的過渡。
盡管氫能經濟目前面臨嚴峻挑戰,但努力仍在繼續,特別是歐洲和亞洲的許多國家都推出了相關戰略和財政激勵措施,這些國家包括:擁有豐富清潔能源可用于生產綠氫的國家、自身缺乏石油和天然氣資源的國家以及堅定不移地致力于“拯救地球”環保目標的國家。與此同時,復合材料的Ⅳ型儲罐將繼續被用于CNG和可再生天然氣(RNG),后者是一種負碳燃料。這種儲罐也支撐著新太空產業的迅速崛起。預計增長的運載火箭和地外任務也將需要更多的儲罐。
1用于太空的儲罐
預計火箭發射量將從2024年創紀錄的258次增加到2030年的每年2000次,這一增長是由衛星部署和更換、順月運行(地球和月球之間)、火星探索和太空旅游以及在軌服務、組裝和制造推動的。Ⅳ型壓力容器以及使用傳統鋁內膽、外部纏繞復合材料的壓力容器(COPVs)可用于儲存推進燃料,也可用于儲存生命支持和其他系統所用氣體。
SSLC開發的復合材料Ⅴ型儲罐可作為太空運載火箭的主要結構(圖片來源:SSLC)
自1980年代得到驗證以來,無內膽的Ⅴ型復合材料壓力容器越來越受到歡迎。一個顯著的例子是,在Intuitive Machine公司(簡稱IM,美國德克薩斯州休斯頓)的Nova-C月球著陸器上,就使用了這種Ⅴ型低溫推進劑儲罐。由Scorpius Space Launch Co.(簡稱SSLC,美國加利福尼亞州托倫斯)制造的全復合材料的Pressurmaxx液態甲烷和液氧儲罐,已被用于成功的IM-1和IM-2月球任務。15年來,SSLC制造了150-200個儲罐。2025年,《復合材料世界》的Talks播客采訪了SSLC的Markus Rufer,討論了該公司“將儲罐集成到航天器結構中從而實現減少部件數量并減輕重量”的目標。
Dawn Aerospace與Com & Sens 合作,計劃在2025年開發帶有嵌入式傳感器的復合材料纏繞成型的壓力容器(COPP),目標是制造出通過嚴格認證的、容積為30升的合格儲罐(圖片來源:Dawn Aerospace)
與此同時,主要結構采用復合材料的Mk-II Aurora太空飛機的制造商——航天公司Dawn Aerospace(新西蘭基督城)正在與Com&Sens(比利時??耍┖献鳎ㄟ^歐空局(ESA)的“電信系統高級研究(ARTES)”核心競爭力計劃的開發合同來開發智能COPVs,以拓寬其衛星推進系統的產品范圍和市場業務。Dawn設計并制造了由環氧碳纖維纏繞成型的、采用鋁制內膽的30升儲罐。Com&Sens則將一種半自動化的傳感器植入技術與纖維纏繞工藝相結合,以便在制造過程中,利用植入的能感知應變和溫度的FBG光纖傳感器,將生產和測試參數數字化。“在開發過程中使用智能技術使我們能夠更快地將更好的產品推向市場。”Dawn Aerospace的首席執行官Stefan Powell表示。這些儲罐將能夠支持大型衛星系統和地球同步軌道(GEO)任務。
Com&Sens公司還就“如何利用光纖傳感技術實現復合材料壓力容器的數字化制造”而舉辦了實踐操作培訓研討會。
火箭制造公司Reaction Dynamics(簡稱RDX,加拿大魁北克省里舍利厄河畔圣讓市)正在努力推進其18米長的Aurora軌道運載火箭的研制,該運載火箭的助推器上配備了數個內部自主設計的碳纖維復合材料儲罐,用于儲存液體氧化劑。該公司獲得了加拿大航天局(CSA)提供的150萬美元資助,其中100萬美元被用于優化大型復合材料推進劑儲罐的重量。該項目對于提高Aurora的發射能力至關重要,目前正在進入全面演示階段,RDX在復合材料壓力容器方面的專業知識則為此提供了根基。該公司表示,其目標是最大程度地提高Aurora的承載能力,并計劃于2025年進行太空飛行演示。
在航天器用Ⅴ型儲罐領域,一個著名的參與者于2025年1月獲得了資金,用于推進Ⅳ型儲氫罐在地球車輛中的應用。Infinite Composites Inc.(美國俄克拉荷馬州塔爾薩)宣布了一項與美國橡樹嶺國家實驗室(簡稱ORNL,美國田納西州橡樹嶺)簽訂的合作研發協議(CRADA),共同推進700巴儲罐的研發,其創新包括:開發一體化的氣體阻隔材料,用以替代滲透阻隔層;使用一種新型、片狀超薄納米材料制成的阻隔涂層;使用增材制造技術來輔助儲罐制造。
2CNG/RNG的持續銷售
來自Hexagon Agility(美國加利福尼亞州科斯塔梅薩)及其母公司Hexagon Composites(挪威奧勒松)的報告顯示,該公司已持續銷售了由Ⅳ型壓力容器儲存的RNG/CNG燃料系統。2024年底,新一波訂單總額達430萬美元,這主要是由康明斯(Cummins)X15N天然氣發動機的銷售帶動的,該發動機專為北美重型商用貨車市場而設計。2025年4月底,戴姆勒貨車北美公司與肯沃斯(Kenworth)和彼得比爾特(Peterbilt)一樣,成為提供康明斯X15N天然氣發動機作為可選配置的領先八級貨車制造商。2025年7月,宣布了一項配備X15N發動機的60輛貨車訂單,2025年8月,墨西哥最大的貨運公司Trayecto訂購了100輛搭載X15N發動機的重型貨車。
由康明斯X15N天然氣發動機驅動的貨車(圖片來源:康明斯公司)
但遺憾的是,自2022年年中以來,全球貨運行業進入了持續的低迷期。正如美國貨運協會(ATA)的經濟學家在WEX的一系列報告中所描述的那樣,貨運公司正面臨關稅、通脹和不確定的消費市場帶來的影響。關稅推高了材料價格,放緩了制造業,從而減少了需求和貨運量,同時,燃料、運營和維護成本在增加。雖然如此,就像使用X15N發動機一樣,向清潔能源的轉變被視為是一種積極的動態。
Hexagon Agility Titan 移動管道模塊(圖片來源:Hexagon Agility)
這種動態也在助力Hexagon Agility銷售基于CFRP容器的移動管道裝置。美國一家油田服務公司正在將Titan 450模塊用于油田作業的完井設備,以便用天然氣取代柴油作為設備的動力源。而約旦的國家先進天然氣公司Watani,將采用45英尺的ADR X-Store模塊化儲運設施,靈活高效地為工業區和偏遠社區供應天然氣。
同樣在2025年,Hexagon Composites完全收購了Worthington Enterprises 的替代燃料子公司Sustainable Energy Solutions(簡稱SES),該公司現已更名為SES Composites,在波蘭斯烏普斯克制造復合材料的氣瓶和系統,并在德國布爾沙伊德經營閥門組裝工廠。“此次收購為我們現有的產品組合帶來了互補,并且可以在我們的生產和供應鏈中實現進一步的協同效應。”Hexagon Composites的首席執行官 Phillip Schramm 表示,“正如歐洲原始設備制造商們所認可的那樣,在可以預見的未來,天然氣,無論是可再生天然氣還是傳統天然氣,仍將是歐洲能源轉型的關鍵部分。此次收購,鞏固了我們作為商業運輸領域原始設備制造商值得信賴的合作伙伴的地位。”
圖片來源:Hexagon Digital Wave
Hexagon Composites 的另一家主要子公司是 Hexagon Digital Wave(美國科羅拉多州 Centennial),該公司使用專有的模態聲發射(MAE)技術,對金屬和復合材料的壓力容器以及虛擬管道拖車進行現場再認證。2025年,該公司宣布了一項長期協議(LTA),為一家美國石油服務公司的虛擬管道拖車車隊提供獨家再認證服務,這些拖車上裝載著先進的復合材料氣瓶,每隔5年需要對管道拖車重新認證一次。
3綠氫市場:中國將領先,美國將落后
盡管進度緩慢,但歐洲仍在向前推進。由于經濟和政治壓力,許多項目放緩或推遲,而其他項目則被取消。然而,清潔氫能合作伙伴關系卻在2025年宣布了26個新項目,以加速氫能技術在整個歐洲的開發和部署。與此同時,中國將主導全球的綠氫市場。根據S&P Global(美國紐約州紐約)的報道,2025年中國電解槽制造業發展迅猛,其制造商與來自歐洲、中東、巴西和美國等多個國家和地區的綠氫項目簽署了供應合同。
圖片來源:清潔氫能合作伙伴關系
然而,現在的美國將要落后了。特朗普政府推遲了對清潔氫項目的貸款并取消了為尋求減排的工業生產者提供補助金的決定。由于這個原因,加上稅收抵免政策的取消,對美國電解槽安裝量的預測已經下調了超過60%。
與中國政府有著同樣共識的印度政府將清潔能源視為國家發展的關鍵增長點,目標是到2030年新建并投入使用總裝機容量為500吉瓦的非化石能源發電設施,到2047年成為能源獨立國家,擺脫對他國能源的依賴,到2070年實現凈零排放。作為這一戰略的一部分,印度政府制定了“國家綠色氫能使命”,目標是使印度成為使用、生產和出口綠色氫能的“全球中心”。2025年1月,印度啟動了首個綠色氫能中心,并準備推出由欽奈Integral Coach Factory 制造的首個氫動力列車。
印度準備推出首個氫動力列車(圖片來源:印度鐵道部、新聞廣播部以及電子和信息技術部的部長Ashwini Vaishnaw在社交平臺X上發布的帖子)
中國也在推出氫動力的軌道車輛。2024年9月,中國中車股份有限公司(中國北京)宣布推出了兩款新型綠色智慧列車:Cinova H2新能源智能城際動車組和智能軌道快運系統(簡稱ART)2.0。發布的新列車圖片和視頻顯示,列車上采用了標準的、安裝在車頂的裝置來容納儲氫罐。Cinova H2列車在速度、載客量和續航里程方面取得了進步,為全球范圍內的非電氣化鐵路提供了一種交通出行選擇。據報道,ART 2.0 也將采用氫燃料,它專為中低客運量而設計,融合了有軌電車和公路車輛的優點,可以滿足城市交通需求。
4用于氫動力車輛的Ⅳ型儲罐
根據Hydrogen Insight的報道,2025年上半年,全球新注冊了4102輛氫燃料電池電動汽車(FCEV),同比下降了27.2%。即使是目前最大的FCEV市場,中國也只售出了2040輛,與2024年同期相比,下降了18.4%。在另一份報告中,該新聞媒體指出,汽車OEM Stellantis已退出FCEV市場。
在本田公司位于美國俄亥俄州馬里斯維爾的Performance Manufacturing Center(PMC),一名員工正在為全新的2025款CR-V e氫燃料電池電動汽車安裝儲氫罐(圖片來源:本田公司)
即便如此,一些汽車原始設備制造商仍然致力于推出氫燃料車型。2024年,本田(日本東京)開始在其位于美國俄亥俄州馬里斯維爾的Performance Manufacturing Center(PMC)制造2025 款本田 CR-V e氫燃料電池電動汽車。這款緊湊型 CUV 將使用兩個Ⅳ型儲氫罐。2025年2月,該公司發布了本田下一代燃料電池模塊的技術說明,由于體積功率密度增加了3倍,使得該模塊的生產成本降低了50%,耐用性提高了200%以上,同時減小了尺寸,從而允許CR-V乃至其他車型實現更靈活的布局。
同樣在2024年,寶馬集團(德國慕尼黑)和豐田汽車公司(日本東京)宣布,將于2028年推出量產的FCEV,該車型將使用復合材料的壓力容器來儲存氫氣。根據Hydrogen Insight在2025年9月的報道,寶馬宣布,其位于奧地利斯太爾的工廠有望開始批量生產用于其乘用車的下一代氫燃料電池系統,并為將于2026年5月開始建設的相關氫動力總成生產線作好準備。
2025年9月,中國最大的國有汽車制造商之一東風汽車公司(湖北武漢)表示,將在位于中國中部的汝州市建造一個工廠,用于將現有車輛改裝成以氫氣為動力。
第一條車輛改裝生產線將在運營的頭3年內,完成“將1000輛貨車和450輛其他車輛改裝為氫能源驅動”的任務。
印度準備推出首個氫動力列車(圖片來源:印度鐵道部、新聞廣播部以及電子和信息技術部的部長Ashwini Vaishnaw在社交平臺X上發布的帖子)
5重要的儲氫罐制造商
Hexagon Purus(挪威奧斯陸)仍然是Ⅳ型儲氫罐的領先制造商?!稄秃喜牧鲜澜纭吩鴧⒂^了其位于德國卡塞爾的工廠,并報道了其全自動化的工業4.0生產線,該生產線在有限的場地內,實現了高效率和高靈活性。
2024年12月,該公司宣布,已連續第五年向New Flyer公司(加拿大曼尼托巴省溫尼伯)提供Ⅳ型儲氫罐,包括用于零排放公交車 Xcelsior Charge FC,這些儲氫罐將在整個2025年期間交付。
Hexagon Purus用于制造儲氫罐的全自動化工業4.0生產線在有限的場地內,實現了高效率和高靈活性
該公司2025年的重要公告包括:3月份與鐵路車輛制造公司Stadler(瑞士布斯南)簽署了一份為期多年的合作協議,為加利福尼亞州的氫動力鐵路應用提供氫燃料儲存系統。4月,該公司收到了在中東和非洲地區運營的客車制造商MCV的首份訂單,于2025年交付其最新一代的氫燃料儲存系統,用到MCV的燃料電池電動客車上。而中集安瑞科控股有限公司(中國深圳)與Hexagon Purus合資成立的公司CIMC-Hexagon(中國石家莊)交付了第一批Ⅳ型高壓儲氫罐,用于 Hexagon Purus在歐洲的氫氣配送模塊。
圖片來源:Hexagon Purus
其2025年第二季度的報告表明,收入與2024 年第二季度相比下降了63%,但與2025年第一季度相比,訂單積壓增長了33%,總計10.56億克朗,與 2024 年第一季度的12.42億克朗積壓訂單相差不遠。該公司將繼續專注于氫動力公交車和基礎設施應用領域,并看到了航天飛行器和工業氣體運輸領域對Ⅳ型儲罐需求的增長。
2024年4月,Ⅳ型儲罐制造商NPROXX(荷蘭海爾倫)搬遷到位于德國阿爾斯多夫的更大的10000平方米的工廠,從而可以處理更大的訂單,簡化運營,產能最高可達目前的5倍,每年能生產30000個儲罐。
由預浸絲束制成的Voith HySTech Ⅳ型儲氫罐(圖片來源:Voith linkedIn)
同樣在2024年4月,Voith集團成立了一家獨立的子公司 Voith HySTech GmbH(德國加興),專注于采用預浸絲束制造Ⅳ型儲罐,并宣布了與中國威孚高科技集團股份有限公司(中國無錫)的戰略合作,研發、制造并應用儲氫系統。
6用于氫儲運的熱塑性復合材料管道和儲罐
氫儲運發展的一個明顯趨勢是使用熱塑性復合材料(TPC)而不是傳統的環氧基熱固性基體。2025年4月,《復合材料世界》采寫了一篇文章,介紹了Hive Composites(英國拉夫堡)為氫配送而開發的TPC管道,與鋼管道相比,它可將管道在運營和達到使用壽命后造成的碳排放降低60%-70%。多層阻隔系統能防止氫滲透,而1.2公里的連續管道長度令安裝速度提高了40倍,同時,該管道還能提供30多年的使用壽命,即使在經歷快速減壓事故后,仍能保持結構完整性。
Hive Composites 制造的連續熱塑性復合材料管道(TCP)長度可達1.2公里,與鋼管相比,提高了氫配送的性能(圖片來源:Hive Composites)
為氫儲存開發TPC儲罐的重點項目包括:COCOLIH2T項目,目標是,到2025年制成兩個TPC示范件和TRL 4;OVERLEAF項目,開發一種TPC LH2儲罐,其儲存效率可提高40%,重量減輕60%,儲存容量增加25%;LeiWaCo項目(2022-2025),實現TPC LH2儲罐的經濟批量生產;于2022年完成的THOR項目,實現了4.5型TPC儲罐的工業化生產;英國國家復合材料中心和荷蘭液氫復合材料儲罐聯盟開展的研究項目。
圖片來源:德累斯頓工業大學輕量化工程與聚合物技術研究所,BRYSON項目,APUS零排放飛機項目
另一個關鍵項目是 BRYSON(2020-2023年)。2024年底,《復合材料世界》采寫了一篇文章,介紹了該項目取得的成就,包括TPC管的自動化生產以及對滲透性的研究,并指出,EVOH提供的阻隔性是PA6的25倍。這一儲氫概念不僅有可能用于制造能放入電動汽車電池艙內的儲氫罐,還可以用來制造狹長形的儲氫罐而被安裝到飛機機翼中。
《復合材料世界》還報道了荷蘭液氫(LH2)復合材料儲罐聯盟的最新動態,該聯盟旨在到2025年驗證用于民用航空的全復合材料的長壽命儲罐,并在第七屆國際熱塑性復合材料會議暨展覽會(簡稱ITHEC,于2025年10月9日至 10日在德國不來梅舉辦)上獲得最佳海報獎。該聯盟正在使用 Cetex TC1225 UD 帶預浸料開展研究,該預浸料由碳纖維和LMPAEK聚合物組成(由英國克利夫利斯的威格斯提供),主要研究主題包括:帶質量監測、連續超聲波焊接和感應焊接、纖維轉向鋪放、復合材料擋板和傳感器。
Ⅳ型儲氫罐的AZL CAD 設計和CAE分析示例,包括幾種不同的壓力容器設計和對應的纖維纏繞方案,并對比了這些方案最終的重量結果(圖片來源:AZL Aachen GmbH)
2025年7月,AZL Aachen GmbH(德國亞?。┮矄恿艘粋€項目,目的是用熱塑性復合材料和與之配套的成型技術來改變壓力容器的設計和制造方法。制造熱塑性塑料的壓力容器,需要評估和比較各種“面向制造的設計”方法,從而優化對材料的使用并降低成本。這首先要分析現有的技術,為儲氫罐和CNG儲罐開發新的設計概念,并在重量、成本、可回收性以及生產效率等關鍵指標上進行全面的對比和評估。AZL還宣布,其成功地完成了為期12個月的研發項目,該項目題為“儲氫壓力容器的趨勢和設計要素”。
于2023年1月啟動的ROAD TRHYP項目,成功設計出一種TPC材料的Ⅴ型儲罐,其儲存的氫氣重量超過了整個瓶子自重的7%。在“清潔氫能聯合承諾”的支持下,該項目將于2026年6月完成。
7適形儲罐
多腔室一體式儲氫罐正在捷克共和國開發(圖片來源:CompoTech)
BRYSON是開發適形儲罐的一種方法,該儲罐能夠靈活地適應狹小的車內空間。過去一年中,《復合材料世界》還報道了其他一些方法,包括:在捷克共和國開發、由纏繞技術專家CompoTech PLUS參與的“用于加壓氫氣的復合材料整體燃料罐”項目,正在開發用于航空領域的多腔室一體式復合材料儲罐;Polar Technology(英國牛津郡艾因舍姆)的“盒裝氫氣”開發;Noble Gas Systems(美國密歇根州威克瑟姆)因其干纖維適形儲氫容器而獲得了挪威船級社(簡稱DNV,挪威貝魯姆)頒發的原則性批準(AiP)證書,并在B 輪融資中籌集了420萬美元。
8航空業對儲罐的推動
今年,對于發展中的氫能源經濟來說,另一個打擊是空中客車公司宣布,將其氫動力ZEROe客機原定2035年投入使用的目標推遲最多10年。盡管空客仍致力于將商業上可行的全電動氫動力飛機推向市場,但卻解釋說,必要的基礎設施和生態系統的發展尚未跟上支持此類飛機全面運營的步伐。
然而,2025年巴黎航展卻發布了多項有關氫能的進展,包括:
1. 空客與MTU Aero Engines共同推動氫燃料電池技術的發展:空客與MTU Aero Engines(德國慕尼黑)達成了諒解備忘錄(MOU),通過發展氫燃料電池推進技術來實現航空業的脫碳。
2. 吉凱恩航空航天公司支持空客主導的ICEFlight項目:吉凱恩航空航天公司(英國雷迪奇)已加入了名為“創新低溫電動飛行(ICEFlight)”的合作研究項目。在空客的主導下,該聯盟將共同探索將液氫(LH2)作為燃料源以及用于冷卻電氣系統的冷源。
Fabrum的車載液氫儲存系統對于地面車輛使用金屬外殼,對于航空器使用全復合材料構造(圖片來源:Fabrum)
《復合材料世界》還報道了歐洲航空安全局(EASA)舉辦的首屆國際研討會,該研討會討論了對氫動力飛機進行適航認證所面臨的挑戰以及今后如何建立認證流程,使得制定的認證方法能得到整個行業的認可。最近,AMSL Aero(澳大利亞悉尼)獲得了澳大利亞聯邦政府的資助,用于在其Vertiia eVTOL飛機基礎上,開發并測試一款以液氫(LH2)為動力的飛機,并將其投入到澳大利亞區域和偏遠地區的航空運輸服務中。Vertiia eVTOL飛機的推進系統由帶電池的電動機、氫燃料電池和復合材料儲罐組成,是與Fabrum(新西蘭基督城)合作開發的。
與此同時,ZeroAvia(美國華盛頓州埃弗雷特)在其ZA600氫電驅動系統的認證方面不斷取得進展。雖然該公司已測試了用于液氫的低溫罐,但尚未確認這些儲罐將使用復合材料。然而,ZeroAvia 的創始人兼首席執行官Val Miftakhov在2022年接受《復合材料世界》的采訪時,確實表示他已看到了復合材料在這一應用中的未來:“我們認為,最有前景的方法是使用復合材料的儲罐,并且我們已經在與幾個合作伙伴展開合作。我們希望看到氫能源飛機能夠達到噴氣燃料飛機的航程,這可能在未來10到20年內實現。我認為由輕質復合材料制成的低溫罐將為此發揮關鍵作用。”
2025 年 3 月,該公司宣布,其被美國空軍的創新機構AFWERX選中,獲得了一筆“小型企業創新研究(SBIR)”資助,這筆資金將用于開展一項可行性研究,該研究的核心內容是,將氫燃料推進系統整合到Cessna Caravan飛機中,同時引入先進的飛機自動化技術。“這項可行性研究將深入了解氫燃料電池推進技術如何為未來空軍帶來變革性優勢——讓飛機飛得更隱蔽,同時降低長期使用成本;讓無人機飛得更遠、更久;降低前方作業環境中的燃料供應風險。”Miftakhov說道。該公司認為,氫燃料電池是一項有前景的技術,可以延長各種電動無人機 (UAV)的航程、續航時間并縮短兩次任務之間的準備時間。
Cavorite X7 eVTOL(圖片來源:Horizon Aircraft, ZeroAvia)
隨后,ZeroAvia于2025年7月宣布,將與New Horizon Aircraft Ltd.(加拿大多倫多)合作,開發用于區域飛行的氫燃料電動垂直起降飛行器(eVTOL),探索將ZeroAvia公司的ZA600氫燃料電池電動動力系統用于Horizon Aircraft公司的Cavorite X7 eVTOL。這兩個合作伙伴還將推動地面基礎設施的建設和安全法規的制定,為Horizon Aircraft的零排放飛機未來順利投入商業運營鋪平道路。“越來越多的電動垂直起降飛行器制造公司正將氫燃料電池電動推進系統視為一項關鍵技術突破,認為它能夠有效延長電動推進系統的潛在續航里程和使用壽命。”Miftakhov 解釋道。
2025 年 8 月,ZeroAvia 宣布,其已從里程碑式的 G-1 晉升到 P-1,以獲得 ZA600 的 FAA 認證,同時還在推進其與英國民航局合作的首個完全由氫燃料電池驅動的電動動力系統的認證工作。ZeroAvia于2024年5月推出了服務于潛在應用的部件產品,包括采用電池電動、混合電動和燃料電池電動這三種新型動力技術的固定翼飛機、旋翼機和無人機。ZeroAvia完整的ZA600 氫燃料電動動力總成專為最多20座的商用飛機而設計。
9低溫壓縮氫
通過在內膽上纏繞碳纖維/環氧樹脂預浸絲束而制成的Cryogas儲罐,用于儲存高密度的低溫壓縮氫(圖片來源:Cryomotive)
低溫壓縮氫(CcH2)是一種很有前景的、可以替代液態氫(LH2)的技術,通過將氫氣在低溫下進行高壓儲存來實現,其核心儲罐已采用了堅固而輕質的復合材料內膽。2024年7月,Cryomotive(德國普費芬豪森)宣布,其為重型貨車開發的CcH2儲存系統開始上路演示。Cryogas系統采用400巴的Ⅲ型內膽,是利用預浸絲束在鋁制內膽上纏繞碳纖維增強環氧樹脂而制成,Cryomotive表示,這實現了更高的可重復性和更快的纏繞速度,從而可以實現更具成本效益的大批量生產。
一個單罐儲氫系統可儲存38公斤CcH2,并已成功通過液壓爆破測試和循環疲勞測試。Cryomotive提供車架安裝式雙儲罐儲氫系統,可以攜帶76公斤CcH2,或提供擁有3-4個儲罐的支架安裝式儲氫系統,可以攜帶150公斤CcH2。當產量達到每年1000個儲罐時,可以將系統成本控制在500歐元/公斤。
Verne開發了用于重型貨車的車架安裝式CcH2存儲系統(上圖)并與ZeroAvia合作,探索用于飛機的CcH2存儲系統(圖片來源:Verne)
與此同時,Verne(美國加利福尼亞州舊金山)于2024年底在南加州成功展示了其首款采用CcH2技術的貨車。Verne表示,其復合材料的CcH2儲存技術,與LH2儲存技術相比,儲存密度提高了33%,與傳統的700巴壓縮氫儲存技術相比,儲存密度提高了87%。此外,據介紹,與LH2相比,CcH2具有更低的致密化成本和更少的氫蒸發損失。該公司還與ZeroAvia簽署了諒解備忘錄,共同評估CcH2在未來氫動力飛機上應用的潛力和可行性。
然而,隨著美國政府大幅削減對清潔交通的資助,Verne現在改變了其業務重心,開始利用其核心技術,提供氫能和清潔CNG解決方案,以幫助企業(尤其是工業領域和像人工智能數據中心這樣的高耗電領域)獲得可靠、分散式的電力供應。
10新的儲罐制造商及其產品
過去一年中,已經報告在復合材料儲罐開發方面有新進展的公司包括:B&T Composites、Gas Vessel Production、Konvegas、Pressura和Quantum Fuel Systems。
圖片來源:Graphmatech
已宣布的用于制造復合材料壓力容器的新材料包括Tenax IMS65 E23 36K 1630tex,這是帝人碳纖維公司(德國伍珀塔爾)推出的首款36K碳纖維。據報道,這種高強度、中等模量(IM)的纖維可實現高速纖維纏繞并能在預浸帶生產中提高鋪展性。同時,初創公司 Graphmatech(瑞典Uppsala)獲得了250萬歐元的歐盟撥款,用于在Uppsala建立一個試產設施,以試產其研發的儲氫內膽材料,這種材料由聚合物和石墨烯復合而成,目標是將氫泄漏量大幅降低83%。
新的工藝包括纏繞成型、穹頂加強和回收利用。Engineering Technology Corp.(簡稱ETC,美國猶他州鹽湖城)展示了其最新的系統,該系統具備高速纖維纏繞、自動化和集成機器人等技術,以及預浸絲束和分切帶纏繞等功能。
在德國勃蘭登堡工業大學開發的Ⅴ型氫壓力容器(圖片來源:Mikrosam)
Mikrosam(馬其頓普里萊普)向德國的勃蘭登堡工業大學(簡稱BTU)提供了一套系統,在制造V型儲氫瓶的過程中,該系統能夠提高自動鋪放復合材料的精確度。而 Magnum Venus Products(簡稱MVP,美國田納西州諾克斯維爾)重點介紹了在濕法纏繞和預浸料應用中使用的四軸纖維纏繞技術的最新進展。Roth Composite Machinery GmbH(德國 Steffenberg)開發了一套創新的自動化方案,用于實現可靠的纖維更換,同時還開發了其纏繞軟件 µRoWin,旨在提高整體效率。
Cevotec(德國慕尼黑)在日本國家復合材料中心(簡稱NCC Japan,日本名古屋)調試了其 Samba Pro PV 系統,用于開發具有更大儲存量的輕質、可持續復合材料儲罐。該系統基于纖維貼片鋪放(FPP)技術,有助于在氫壓力容器的制造過程中對穹頂進行加強,從而降低復合材料儲罐的重量、成本和碳足跡。Cevotec 的圓頂加固解決方案榮獲了2024 CAMX Combined Strength Award獎,并在CAMX 2025 上得到了進一步的展示。
與此同時,Cygnet Texkimp(英國諾斯威奇)與氫能動力系統解決方案開發商 Viritech(英國沃里克郡紐尼頓)合作,從壓力容器中回收高價值的連續碳纖維,作為提高纖維纏繞部件制造循環性戰略的一部分。
圖片來源:CIKONI
在軟件和傳感器方面也有一系列的進展。復合材料工程公司 CIKONI(德國斯圖加特)十多年來一直致力于開展“優化復合材料壓力容器設計”的項目,包括與 Cevotec合作,通過圓頂加固來優化鋪層,在確保具有同等機械性能的同時減少了15%的碳纖維用量,從而減小了壁厚,令可用儲存容量增加了17%。《復合材料世界》報道了其在“利用多學科模擬、實時過程監控來改進復合材料壓力容器”方面取得的進展。
《復合材料世界》還報道了 Taniq(荷蘭鹿特丹),自2007年以來,該公司一直在向全球客戶提供配有機器人的纖維纏繞設備,并于 2022 年發布了TaniqWind Pro軟件。
最后,Touch Sensity(法國Nouvelle-Aquitaine)開發了一種技術方案,用于對復合材料的氫壓力容器(Ⅲ型和Ⅳ型)進行結構健康監測(SHM),通過實時監測結構損傷、發現并定位彎曲變形,來確保安全性、延長壽命并實現預測性維護。其SensityTech可檢測并定位材料性能的實時變化,為評估儲罐在新車中的再利用提供有關儲罐完整性及剩余使用壽命的快速可靠的信息。










































