Czym jest wojskowe (inteligentne) ogniwo paliwowe?

Spędziłeś wiele dni wędrując przez nieznane terytorium w misji rozpoznawczej, niosąc na każdym kroku najnowszą technologię wojskową. Twój pluton zwiadowczy zatrzymuje się, a ty korzystasz z okazji, by wyciągnąć laptopa i wysłać zaktualizowane współrzędne z powrotem do bazy. Tylko jeden problem; bateria się rozładowała. Nie ma powodu do paniki — nosisz ogniwo paliwowe Jenny, jedno z kilku ogniw paliwowych zaprojektowanych specjalnie przez monachijską firmę SFC Smart Fuel Cell do użytku wojskowego. Korzystając z cichej, przenośnej mocy zapewnianej przez ogniwo paliwowe Jenny, możesz naładować baterię laptopa i zabrać się do pracy.

Ogniwa paliwowe są pod wieloma względami podobne do akumulatorów, wykorzystując reakcje chemiczne do produkcji energii elektrycznej. Jednak w przeciwieństwie do baterii ogniwa paliwowe nie giną; tak długo, jak dostępne jest źródło paliwa, ogniwo paliwowe może nadal wytwarzać energię.

Pomysł wykorzystania ogniw paliwowych do zastosowań wojskowych nie jest nowy. Artykuły poruszające ten temat sięgają lat pięćdziesiątych, ale od tego czasu zarówno technologia wojskowa, jak i technologia ogniw paliwowych znacznie się rozwinęły. Współcześni żołnierze do wykonywania swoich zadań wykorzystują niesamowitą gamę sprzętu elektrycznego. Gogle noktowizyjne , globalne systemy pozycjonowania i komputery to tylko niektóre z energochłonnych urządzeń, które żołnierze noszą ze sobą w terenie, a znalezienie niezawodnego, przenośnego zasilania dla tych urządzeń stało się ważną kwestią. Baterie do tych gadżetów mogą dodać 20 funtów (9 kilogramów) lub więcej do ładunku żołnierza [źródło: MSNBC]. Na szczęście technologia ogniw paliwowych również przeszła długą drogę, a SFC jest jedną z firm, które popychają tę technologię do przodu.

SFC twierdzi, że jej ogniwa paliwowe, nazwane Smart Fuel Cells , mają kilka zalet w porównaniu ze starszą technologią ogniw paliwowych i akumulatorów. Po pierwsze, według firmy są do 80 procent lżejsze. Kolejną zaletą jest to, że żołnierze mogą nosić zapasowe wkłady paliwowe, aby utrzymać ogniwo w ruchu. Inteligentne ogniwa paliwowe, podobnie jak większość ogniw paliwowych, również działają bardzo cicho, co jest ważną funkcją w tajnych operacjach wojskowych. W przeciwieństwie do wielu innych ogniw paliwowych, inteligentne ogniwa paliwowe działają w dość niskiej temperaturze, dzięki czemu nadają się do przenoszenia zarówno w standardowych kamizelkach wojskowych, jak i pojazdach wojskowych. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, jak inteligentne ogniwa paliwowe potrafią robić wszystkie te rzeczy, podczas gdy inne ogniwa paliwowe nie potrafią.

Poruszyliśmy już niektóre z różnych zastosowań wojskowych ogniw paliwowych , a firma Smart Fuel Cells (SFC) oferuje różne ogniwa paliwowe do różnych zastosowań. Najbardziej przenośną opcją jest Jenny, która waży około funta (0,45 kg) i jest przeznaczona do noszenia przez żołnierza przez długi czas. Na potrzeby bardziej energochłonnych operacji firma SFC stworzyła większe ogniwo paliwowe o nazwie Emily, przeznaczone do przewożenia przez pojazdy. Wreszcie, SFC oferuje jeszcze większe ogniwo paliwowe o nazwie FC 250, przeznaczone do bardziej trwałych instalacji polowych. Wszystkie trzy opcje są zbudowane z wytrzymałych obudów, działają w upalnych warunkach i, co najważniejsze, działają na nabojach z paliwem metanolowym.

Wiele ogniw paliwowych wykorzystuje naboje z paliwem wodorowym do wytwarzania energii elektrycznej , ale wodór ma dużą wadę w zastosowaniach wojskowych; jest wybuchowy. W związku z tym naboje z paliwem wodorowym muszą być umieszczane w twardych, ciężkich zbiornikach, aby zapewnić żołnierzom bezpieczeństwo. Z drugiej strony, wkłady z metanolem SFC wydają się bezpieczne w obsłudze. Podczas testów wkłady paliwowe z metanolem firmy SFC zostały nawet trafione amunicją smugową i nie uległy zapłonowi [źródło: SFC ]. Dodatkową korzyścią jest to, że wkłady z metanolem są zarówno lżejsze, jak i tańsze niż wkłady wodorowe, ponieważ nie wymagają tak wytrzymałych obudów. I podobnie jak wodorowe ogniwa paliwowe, ogniwa paliwowe z metanolem nie wytwarzają szkodliwych emisji, co czyni je znacznie bardziej ekologicznym rozwiązaniem energetycznym niż generatory benzynowe.

Oczywiście metanol ma też pewne wady. Po pierwsze, nie jest tak łatwo dostępny, jak niektóre inne rodzaje paliwa. Wojsko powszechnie używa na przykład paliwa na bazie nafty o nazwie JP-8, chociaż ogniwa paliwowe wykorzystujące JP-8 wytwarzają obecnie niebezpieczne emisje, dzięki czemu metanol jest bezpieczniejszym, jeśli nie tańszym wyborem. Ogniwa paliwowe z metanolem są również mniej wydajne niż niektóre inne technologie ogniw paliwowych, takie jak ogniwa paliwowe z membraną do wymiany polimerów ( PEMFC ), chociaż nadal oferują lepszą gęstość mocy niż alternatywy, takie jak akumulatory kwasowo-ołowiowe.

Pomimo tych wad, inteligentne ogniwo paliwowe jest wygodnym sposobem, aby żołnierze mieli dostęp do zasilania w terenie. Żołnierze po prostu podłączają akumulator do inteligentnego ogniwa paliwowego, a ogniwo paliwowe monitoruje proces ładowania, wyłączając się, gdy nie jest potrzebne. Żołnierze mogą wtedy zasilać swoje urządzenia za pomocą akumulatorów. Jeśli w ogniwie zabraknie soku, żołnierz po prostu wymienia nabój z paliwem. Jeden żołnierz może wymienić wkład nawet w największych ogniwach paliwowych oferowanych przez SFC, dzięki czemu obsługa Smart Fuel Cell jest procesem całkiem bezbolesnym. Naukowcy z firm takich jak Adaptive Materials Inc. i laboratoriów takich jak Pacific Northwest National Laboratory nieustannie wytwarzają lżejsze, wydajniejsze i bardziej elastyczne ogniwa paliwowe,MSNBC , Hutchinson ].

Czytaj dalej, aby uzyskać więcej linków do ogniw paliwowych, które mogą Ci się spodobać. 

Ładowanie do bitwy

Ogniwa paliwowe okazują się świetnym sposobem na dostarczanie energii do odległych miejsc, ale baterie nadal odgrywają kluczową rolę w zasilaniu urządzeń żołnierzy. I podobnie jak ogniwa paliwowe, baterie są stale ulepszane. Jednym z przykładów jest BA-5390, 3-funtowy (1,4 kg) akumulator, który oferuje o 60 procent większą pojemność niż starsze urządzenia (chociaż starsze urządzenia są nieco lżejsze). Ta dodatkowa pojemność ostatecznie przekłada się na mniejszą wagę żołnierzy; misja, która wcześniej wymagała siedmiu 1,25-funtowych (1-kilogramowych) akumulatorów, teraz wymaga tylko trzech BA-5390, co oznacza 6-funtową (prawie 3-kilogramową) redukcję wagi [źródło: Thompson ].

Powiązane artykuły