文／工研院　

你有沒有試過在網路上買東西，然後隔天就收到了呢？網購後等宅配送貨上門，或是到便利商店取貨，這些方便的服務已經成為我們生活的一部分。未來如果包裹從天上「空降」到你家門口，像是科幻電影的情節，再隨著無人機科技進步，空投送貨到你家門口的時代，其實已經不遠了！

無人機可以靠著遙控或自動駕駛飛行，很多時候用來拍攝空中的畫面，甚至幫助警察或消防員完成任務；此外，無人機還可以進行巡檢、物流、山區救援、緊急醫療物資運送等任務。根據各大市調機構指出，無人機市場的規模可能會變得非常大，到了2025年，商業無人機服務收入預計將達到每年87億美元。

高能燃料 關鍵控管



像是Google、Amazon、Intel、Uber、Facebook等國際知名企業，無不爭先投入開發無人機之未來應用，尤以在電子商務普及化應用為大宗，主打便捷與環保物流的無人機需求，使Amazon、UPS與DHL等快遞服務商盼望將「無人機交付」的想法付諸實踐。

雖然我們可以想像包裹從天上掉下來的畫面很酷，但實際上，要讓無人機能夠負重飛行很遠的距離並不簡單，無人機之所以能執行物流、救援、運補、探測等多元任務的關鍵之一，就是它的續航力，也就是飛航時間夠久。

對無人機而言，要飛得快、飛得高，跟「功率」有關；要飛得久，則與能量有關。以過去應用於多旋翼無人機的鋰電池來說，飛行時間僅有15～30分鐘，大大限制了無人機應用領域的擴展。為解決飛行時間與酬載重量難兼顧的問題，工研院開發「高能量燃料電池系統」，可以提供無人機長航時電力，並透過民航局特種實體檢驗，飛行範圍可涵蓋台灣大部分區域，進行各項任務。

關鍵技術 電力控制



工研院材料與化工研究所解釋，所謂的燃料電池，是指將能量密度較高的氫氣轉化成電能，期間不需充電，而是添加燃料給它，就能產生電力。它不只具備高能量密度，還可透過儲氫罐交換快速補充電力，更因為氫燃燒後不會產生二氧化碳，只會產出電、水與熱，是相當環保的發電方式，成為無人機商業應用的關鍵技術指標。

為了要提升無人機的飛航時間，團隊將燃料電池電堆模組做到高功率並輕量化，提升50%的功率密度，並且運用輕量化的高壓儲氫罐、馬達鏤空與骨架輕量化等方式，減輕機身約20%的重量；透過優化混成電力控制，將電壓轉換效率提升至95%，超越一般85%～90%的轉換率。

燃料電池無人機技術以潔淨能源「氫氣」為燃料，透過高功率燃料電池電堆與關鍵材料技術，讓燃料電池無人機在負載5公斤下，創下181分鐘的續航時間，勝出傳統鋰電池無人機的3倍。在未來，無人機將成為我們生活中的好幫手，從農田到城市，從家庭到醫院，無人機的應用將無所不在。