Polttokennojen käyttö droneissa ja ilmailussa

Abstract

Opinnäytetyö käsittelee polttokennojen käyttöä droneissa ja ilmailussa, erityisesti vedyllä toimivia polttokennoja. Opinnäytetyön tavoitteena oli arvioida polttokennojen potentiaalia parantaa dronejen ja ilmailun energiatehokkuutta ja ympäristöystävällisyyttä. Lisäksi pyrittiin tunnistamaan polttokennojen käytön mahdollisia esteitä ja haasteita tulevaisuuden käytännön sovelluksissa. Työ tehtiin Tampereen ammattikorkeakoululle ja toteutettiin kirjallisuustutkimuksena.

Opinnäytetyössä esitellään polttokennojen historiaa, teknistä toimintaa, hyötyjä ja haasteita droneissa ja ilmailussa. Erityisesti keskitytään polttokennojen ja vedyn kykyyn tarjota pitkäaikaista sähkövirtaa ilman merkittäviä haitallisia päästöjä.

Opinnäytetyössä tarkastellaan myös jo olemassa olevia polttokennoilla ja vedyllä toimivia droneja, sekä muita ilmailualan sovelluksia. Lisäksi käsitellään kansainvälisten yritysten ja tutkimuslaitosten investointeja polttokennoihin perustuvan teknologian kehittämiseen droneissa ja ilmailussa.

Työn tuloksina esitellään suosituksia ja kehitysehdotuksia polttokennojen tutkimukselle ja hyödyntämiselle droneissa, sekä ilmailussa tulevaisuudessa. Yksi mahdollinen jatkotutkimuksen kohde on polttokennoilla käyttövoimana toimivan dronen prototyypin kehittäminen. Prototyypin rakentaminen voi tarjota arvokkaita oivalluksia polttokennoteknologian käytännön sovelluksista ilmailussa, kuten järjestelmän suorituskyvyn ja rajoitusten, kustannusten ja teknisten vaatimusten arvioinnista.

This thesis focuses on the use of Fuel Cells in Drones and Aviation, specifically hydrogen-powered fuel cells. The aim of the thesis was to assess the potential of Fuel Cells to improve the energy efficiency and environmental friendliness of Drones and Aviation, and to identify possible obstacles and challenges in the practical applications of Fuel Cells. The study was conducted as a literature review and carried out at Tampere University of Applied Sciences.

The thesis provides an overview of the history, technical operation, benefits, and challenges of Fuel Cells in Drones and Aviation. It focuses on the ability of Fuel Cells and Hydrogen to offer long-term electrical power without significant harmful emissions.

The thesis also examines existing drones and aviation applications that utilize Fuel Cells and Hydrogen. Additionally, the investment made by international companies and research institutions in developing Fuel Cell technology in Drones and Aviation is discussed.

The results of the thesis provide recommendations and suggestions for the research and utilization of Fuel Cells in Drones and Aviation. One possible future research direction is the development of a prototype Drone powered by fuel cells. Building a prototype can offer valuable insights into the practical applications of Fuel Cell technology in aviation, such as assessing system performance and limitations, costs, and technical requirements.