在安徽省黄山脚下，薄雾缭绕的茶田之上，一架工业无人机灵活穿梭，执行着病虫害监测任务。与传统无人机频繁返航充电不同，这架无人机凭借单次飞行便能覆盖整片茶园，其背后的驱动力来自中国科学院大连化学物理研究所陈忠伟团队的创新成果——高比能氢-锂混合动力系统。
该系统结合了团队研发的高比能超低温电池技术与高比能氢-锂混动技术，为工业无人机提供了前所未有的续航能力和载重性能，成功打破了“续航短、载重小”的行业瓶颈。这一突破性的技术不仅提升了无人机的作业效率，更为低空经济飞行器的发展开辟了新的道路。
在黄山市黄山区，搭载该混合动力系统的无人机已完成了多场景应用示范，展示了其在复杂环境下的卓越性能。无人机能够在山地、高温、极寒等多种条件下稳定运行，展现了其广泛的适用性。
传统锂电池驱动的无人机常因续航限制而受限，多数机型续航时间在30分钟至1小时之间，且在极端环境下性能衰减显著。陈忠伟团队针对这一痛点，研发了高比能超低温锂电池，其能量密度高达每千克400瓦时，工作温度范围从零下40摄氏度至50摄氏度。在漠河零下36摄氏度的极寒测试中，该电池仍能保持80%以上的放电容量，稳定支持无人机完成飞行任务。
高比能氢-锂混合动力系统通过“氢燃料电池+锂电池”的双能源耦合设计，实现了单次任务连续巡航超过2小时，续航能力提升超过100%。锂电池负责满足起飞、爬升等高功率需求，而氢燃料电池则提供持续稳定的电能，两者通过智能系统协同工作，既提高了效率，又避免了能源浪费。
为了进一步优化系统性能，团队在材料与控制层面进行了双重创新。他们采用超薄质子交换膜及自主开发的复合催化剂技术，使膜电极具备自增湿功能，无需额外加湿系统。同时，阴极扩散层的设计优化了气流分布，确保了无人机在剧烈飞行时的稳定性。智能能量管理系统则通过精准调度，使系统始终运行在高效区间，降低了能耗。
除了技术上的突破，团队还解决了锂电池在超低温环境下的性能衰减问题。通过引入新型电解质添加剂和采用纳米硅碳复合结构的负极材料，电池在零下40摄氏度及100次循环后，容量保持率仍高达92%。这一技术搭配自适应热管理系统，使得无人机在极寒地区作业时续航衰减控制在20%以内。
随着技术的不断成熟，氢-锂混合动力技术已进入商业化加速期。搭载了该系统的无人机已广泛应用于农业、文旅、林业、渔业、应急等多个领域。在渔业方面，无人机可监测水质、藻类，巡视监察非法捕捞行为；在林业方面，则可监测林场资源、巡检与预警火情；在农业方面，更是为茶园病虫害监测与茶叶生长状态预警提供了有力支持。
陈忠伟团队正致力于构建“材料—部件—系统—场景”的全链条生态，推动“创新链—产业链”的深度融合。目前，已有企业专注于氢混动力电源及高比能锂电池的生产，规划年产能达到7500套动力系统。未来，随着技术的进一步推广和应用场景的拓展，氢-锂混合动力系统有望成为低空经济领域的绿色新标杆。
