• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Vad är den militära (smarta) bränslecellen?
    Moderna soldater fick nu utrustning, och allt det där redskapet kräver juice. Ibland är eluttag inte så lätta att hitta på slagfältet. Courtesy:SFC Smart Fuel Cell AG

    Du har tillbringat dagar på att vandra genom okänt territorium på ett spaningsuppdrag, bär den senaste tekniken av militär kvalitet varje steg på vägen. Din spaningspeloton stannar och du passar på att dra ut din bärbara dator och skicka uppdaterade koordinater tillbaka till basen. Bara ett problem; batteriet är slut. Du behöver inte få panik - du bär en Jenny -bränslecell, en av flera bränsleceller som specifikt designats av Münchenbaserade SFC Smart Fuel Cell för militärt bruk. Med det tysta, bärbar kraft som Jenny -bränslecellen tillhandahåller, du kan ladda din bärbara dator och börja arbeta.

    Bränsleceller liknar batterier på många sätt, använder kemiska reaktioner för att producera elektrisk energi. Till skillnad från batterier, dock, bränsleceller dör inte; så länge en bränslekälla är tillgänglig, en bränslecell kan fortsätta producera energi.

    Tanken att använda bränsleceller för militära tillämpningar är knappast en ny. Artiklar som utforskar ämnet går tillbaka till 1950 -talet, men både militär- och bränslecellstekniken har utvecklats avsevärt sedan dess. Moderna soldater använder en fantastisk mängd elektrisk utrustning för att utföra sina jobb. Mörkerglasögon, globala positioneringssystem och datorer är bara några av de energisugna enheterna soldater bär med sig på fältet, och hitta pålitlig, bärbar ström för dessa enheter har blivit en viktig fråga. Batterier för dessa prylar kan lägga till 20 kilo (9 kilo) eller mer till en soldats last [källa:MSNBC]. Lyckligtvis, bränslecellstekniken har också kommit långt, och SFC är ett av företagen som driver tekniken framåt.

    SFC säger att dess bränsleceller, som heter Smarta bränsleceller , erbjuder flera fördelar jämfört med äldre bränslecell- och batteriteknik. För en sak, de är upp till 80 procent lättare, enligt företaget. En annan fördel är att soldater kan bära ersättningsbränslepatroner för att hålla cellen igång. Smarta bränsleceller, som de flesta bränsleceller, fungerar också väldigt tyst, en viktig egenskap för hemliga militära operationer. Till skillnad från många andra bränsleceller, Smarta bränsleceller fungerar vid en ganska låg temperatur, vilket gör dem lämpliga för att bära både militära västar i standardutgåva och militära fordon. Läs vidare för att lära dig hur smarta bränsleceller lyckas göra alla dessa saker när andra bränsleceller inte kan.

    Vad är så smart med smarta bränsleceller?

    Vi har redan berört några av de olika militära användningsområdena för bränsleceller, och företaget Smart Fuel Cells (SFC) erbjuder olika bränsleceller för olika applikationer. Det mest bärbara alternativet är Jenny, som väger cirka ett kilo (0,45 kilo) och är utformad för att bäras av en soldat under långa perioder. För mer kraftkrävande verksamhet, SFC har skapat en större bränslecell, heter Emily, konstruerad för att transporteras av fordon. Till sist, SFC erbjuder en ännu större bränslecell, heter FC 250, för mer permanenta fältinstallationer. Alla tre alternativen är konstruerade med robusta höljen, fungerar under svällande förhållanden och, Viktigast av allt, körs på metanolbränslepatroner.

    Många bränsleceller använder vätebränslepatroner för att generera el, men väte har en stor nackdel för militära tillämpningar; det är explosivt. Följaktligen, vätgasbränslepatroner måste förvaras i tuffa, tunga stridsvagnar för att hålla soldaterna säkra. SFC:s metanolpatroner, å andra sidan, verkar säker att hantera. Vid testning, SFC:s metanolbränslepatroner träffades till och med med spårammunition och antändes inte [källa:SFC]. Som en extra fördel, metanolpatroner är både lättare och billigare än vätepatroner eftersom de inte behöver sådana robusta höljen. Och som vätebränsleceller, metanolbränsleceller producerar inga skadliga utsläpp, vilket gör dem till en mycket grönare energilösning än bensingeneratorer.

    Självklart, metanol har också några nackdelar. För en sak, det är inte lika lätt tillgängligt som vissa andra typer av bränsle. Militären använder vanligen ett fotogenbaserat bränsle som kallas JP-8, till exempel, även om bränsleceller som använder JP-8 för närvarande producerar farliga utsläpp, gör metanol säkrare, om inte billigare, val. Metanolbränsleceller är också mindre effektiva än vissa andra bränslecellstekniker som bränsleceller för polymerbyte av membran ( PEMFC ), även om de fortfarande erbjuder bättre effekttäthet än alternativ som blybatterier.

    Trots dessa nackdelar, den smarta bränslecellen är ett bekvämt sätt för soldater att få tillgång till makt i fältet. Soldater ansluter helt enkelt ett uppladdningsbart batteri till Smart Fuel Cell och bränslecellen övervakar laddningsprocessen, stänga av när det inte behövs. Soldater kan sedan driva sina enheter med hjälp av de laddningsbara batterierna. Om en bränslecell tar slut på juice, en soldat byter helt enkelt ut bränslepatronen. En enda soldat kan byta patron på även de största bränslecellerna som erbjuds av SFC, gör Smart Fuel Cell -drift till en ganska smärtfri process. Forskare från företag som Adaptive Materials Inc. och laboratorier som Pacific Northwest National Laboratory gör ständigt bränsleceller lättare, mer kraftfull och mer flexibel, så håll utkik efter nya innovationer och applikationer för bränsleceller framåt [källor:MSNBC, Hutchinson].

    Fortsätt läsa för fler bränslecellslänkar du kanske gillar.

    Laddar om i striden

    Bränsleceller visar sig vara ett bra sätt att få energi till avlägsna platser, men batterier spelar fortfarande en avgörande roll för att driva soldaters enheter. Och som bränsleceller, batterier förbättras ständigt. Ett exempel är BA-5390, ett laddningsbart batteri på 1,4 kilo som ger 60 procent mer kapacitet än äldre enheter (även om de äldre enheterna är lite lättare). Den ökade kapaciteten leder i slutändan till mindre vikt för soldater; ett uppdrag som tidigare krävde sju 2,25 pund (1 kilogram) batterier kräver nu bara tre BA-5390-tal, en viktminskning på 6 kilo (nästan 3 kilo) [källa:Thompson].

    Mycket mer information

    Relaterade artiklar om HowStuffWorks

    • Hur bränsleceller fungerar
    • Vad är skillnaden mellan ett bränslecellfordon och ett väte-on-demand-fordon?
    • Hur batterier fungerar Hur Future Force Warrior kommer att fungera
    • Hur militära robotar fungerar

    Källor

    • Försvarsuppdatering. "Bärbara kraft- och bränsleceller för soldatsystem - på Soldiertech 2007. (1/22/2010) http://www.defense-update.com/events/2007/summary/soldiertech07_power.htm
    • Sugmärke, Kathleen. "Armé för att förse soldater med nya bärbara kraftkällor." DefenseSystems. 4 augusti, 2009. (1/22/2010) http://defensesystems.com/articles/2009/08/03/army-to-provide-solders-with-new-portable-power-sources.aspx
    • Hutchinson, Alex. "Bärbar bränslecell körs på militärt jetbränsle för att driva dieselbilar." 12 december 2007. (2010-01-22) http://www.popularmechanics.com/science/research/4236742.html
    • Keller, John. "Militär bränslecellsforskning för lätt energilagring är målet med UltraCell." Militär- och rymdelektronik. 3 december 2009. (1/22/2010) http://mae.pennnet.com/display_article/371498/32/ARTCL/none/EXECW/1/Military-fuel-cell-research-for-lightweight-energy-storage-is -aim-of-UltraCell-kontrakt/
    • Matthews, Willam. "Drivs för tillväxt." DefenseNews. 5 oktober, 2009. (2010-01-22) http://www.defensenews.com/story.php?c=FEA&s=TEC&i=4307552
    • Milwaukee Journal. "" Kemisk "elektricitet lyser som en framtida kraftkälla." 15 oktober, 1959. (1/22/2010) http://news.google.com/newspapers?id=4A0kAAAAIBAJ&sjid=zyUEAAAAIBAJ&pg=3577, 4072411 &dq =fuel-cell+military &hl =sv
    • MSNBC. "Power cell vinner $ 1M -pris." 6 oktober, 2008. (2010-01-22) http://www.msnbc.msn.com/id/27055776/wid/6448213
    • Smart bränslecell. "Bärbar kraft för utökade uppdrag." (2010-01-22) http://www.sfc.com/en/man-portable.html
    • Smart bränslecell. "SFC -bränslepatroner i försvarsapplikationer." (2010-01-22) http://www.sfc.com/en/man-portable-fuel-cells-fuel-cartridges.html
    • Thompson, Edric. "Förbättrad batteriteknik sitter orörd i arméns inventeringar." Amerikanska armén. 18 juni kl. 2009. (1/22/2010) http://www.army.mil/-news/2009/06/18/22916-improved-battery-technology-sitting-unordered-in-army-inventory/
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com