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美研发单兵便携能源装置 武装力量进入能量时代
来源:     发布时间:2009年06月18日    点击数:

 

清洁,高质量,便携的能量,它灵活,轻便和可靠----这个是世界上所有部队的要求。对把高能量和最大适应性结合的要求使得能源消耗国在全球进行燃料电池的宣传。对于军队来说,它不仅仅是“绿色的”,而是因为燃料电池给战场的革命提供了一个机会。

  燃料电池提供的好处正从防御预算中不断显示出来。作为从1997年开始,目前还在进行的计划的一部分,美国部队最近同DRS科技公司签署了一个9100万的合同来生产超过5000台战术静音发电机(TQG),输出功率为3kW, 5kW, 10kW, 15kW 和 100kW不等。到2009年末,DRS将交付30000台TQG。

  这个不仅显示了美国陆军在通讯电子指挥上正在进行的寻求强大可靠的便携电子能源的工作,也突出了这样的模块性,便携能源可以对战场带来的好处。这些包括了减少战场后勤的成本,提高部署灵活性和比敌人更为优越。

  掌握能量

  在1960年代早期,燃料电池技术经历了一次大的飞越,当时NASA在研究在其宇航飞船上使用氢的过程中对它的发展做出了一些贡献。今天的电池可以用一系列的燃料?从甲烷,沼气,甲醇到其他可续碳氢化合物。燃料电池也可以用于发电系统,从1KW到几百万瓦的系统。

  能量单元表现为不同的外观,通常根据它们使用的电解内容命名,如,固态氧或熔融碳酸盐。每种燃料电池也有不同的特点,基本上由于材料和操作温度的不同。它们的共同点是高效和排放减少。

  在战斗中,这可以提供重大的优越性。士兵的平均装备约为先进和精密,就越需要有效的能源。燃料电池拥有两个其他的引人注意的特点?低噪音和低热?客人然行动更不易被敌人察觉。

  跟电池不同,燃料电池只要有燃料盒就可以持续使用。特别地,便携电池提供了重要的重量减轻,非常高度能量而且可以提供持续的能量而不需要在行动中再次充电。这在那些战士的携带部件逐渐增多的环境下非常重要,士兵所佩带的基本的和备用的能量源用于通信装备,全球定位系统和计算机设备等。

  PROTONEX 是一个为便携能源设备提供紧凑,轻便,高能燃料电池的制造商。在2008年4月,美国陆军同其签署了一个合同来研发PROTONEX的脉冲M250燃料电池系统。它利用在甲醇燃料中运动的质子交换隔膜工作,可以容纳比电池更多的能量。第二阶段的发展---投资合同365万美金?将可以看到进一步提炼的250W的装置。防御工业巨人 RAYTHEON 也参与并将负责保证设计的优化和系统测试。

  最近PROTONEX宣布它计划打算把M250转入商业车辆市。⒃12月展示了M250-B燃料电池。

  利用跟军用产品同样的核心技术,它将是第一个引入消费市场的用于能源系统欧冠的燃料电池,并预计2009年上半年开始推出。

  英国国防部投资了便携能源系统计划,集中力一些主要的厂商包括ABSL, QinetiQ, Jadoo 和 Ultracell。希望可以为英国部队带来下一代的的能源系统,预期在2009年会有10个能源可以进行实地测试。

  其中一个,PPS15,将是一个均值7.2W,峰值30W的能源。根据配件的不同,它可以做成15W均值的能源适合于在land warrior(大地勇士)和其他高能需求装备上。UltraCell提供引擎核心(重组器和电池组),ABSL提供硬件和军用表面强化。PPS15将可以提高比传统电池重量大为减轻,防水级别达IP67,即时能量输出以及可以在极端温度达-20度下启动。

  未来的能源趋势

  燃料电池的可能性拥有大量的运用,不仅仅是商业和环境上,而且还有财政上。对那些走对方向的公司来说前方是一个巨大的金矿。美国是在发展上投入最大的国家,而日本在自动化工业上的投入也紧随其后。

  几百家公司想要做出突破,而且德国的Smart Fuel Cell是其中之一。它同美国的伙伴DUPONT一起击败了另外的169家竞争对手获得了美国国防部100万美金的便携能源奖金来发展用于单人士兵的便携能源装置。设计大致上是用一个可以附到作战织物上,可以提供一个均值20W的能量并持续96小时,也可以满足峰值要求达200W。重量小于4公斤,这个M-25甲醇燃料电池在96个满用测试小时之后尚有大量存余。

  在这个投资计划的同时,世界上出现了许多研究资金。QuantumSphere 收到了一个不到1百万美金的美国政府投资进行一个两阶段的计划。

  第一个还在进行的阶段将调查一个5W电池的合成和电化学组件。第二个阶段会发展一个200W的甲醇重组燃料电池来驱动电子设备。

  澳大利亚的一个发展计划把未来士兵的界限更加推进了一步。虽然尚未完成,但是可以知道这个灵巧的合成能源设备是一个设计用于靠身体震动能量产生电力的背心,而且澳大利亚Commonwealth 科研组织正在使用一笔440万美金的投资来研发这一概念。

  研究的负责科学家Adam Best博士说这个科技将整合到一件衣服中,由三个核心部件组成:高级传到纤维作为电池的一部分,一个震动能量收集器和一个整流器/能量管理系统来驱动电子设备“这种技术对战场上的士兵来说意义重大,意味着他们不再需要携带笨重的电池”他说“本质上来说,他们将穿着它,而不是带着它。”

  报道说把美国部队部署到战场上的要求中燃料占到70%。随着更有效的武器系统和装备的出现,可以很容易看到燃料电池可以带来的好处。未来的士兵将不再仅仅依靠技术来提供救生装备,而且还能依靠可以提供平静的行动和低热信号的技术。而这些最终都是便携燃料电池可以提供的真正的救生装备。

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