Армия США собирается выпустить на рынок новое поколение электронного оборудования в течение следующих 5-10 лет, и потребуется новое поколение высокопроизводительных и легких накопителей энергии, чтобы поддерживать их работоспособность. Это хорошая новость для поклонников чистой энергии, поскольку новые военные технологии могут проникать и в гражданскую сферу. Имея это в виду, давайте взглянем на новую программу исследования аккумуляторов стоимостью 7,2 миллиона долларов, которую только что запустила Армейская исследовательская лаборатория.
Армия США начинает исследования нового поколения в области накопителей энергии, попутно отказываясь от ископаемого топлива (фото: сержант Эффи Махью).
Больше энергии для большего количества оборудования через 5-10 лет
Почему, кажется, только вчера CleanTechnica обратили внимание на огромную головную боль армии. Это было еще в 2011 году, когда армия в значительной степени полагалась на одноразовые батареи для хранения энергии на ходу.
Огромное количество и вес батарей сильно давили на ум армии, но это только часть проблемы. Материально-технические сложности также кошмарны.
«Военные используют не менее 100 различных типов батарей, что создает проблемы при поставке и покупке, доставке, распределении и утилизации в соответствии с любыми применимыми экологическими нормами», - отметили мы.
Добавление к боли - это цена. По данным Исследовательской лаборатории армии, в 2011 году ежегодные затраты на размещение батарей батальона в Афганистане уступали только стоимости боеприпасов.
Более частое использование аккумуляторных батарей не сильно помогло. Армия подсчитала, что батареи по-прежнему составляют 20 фунтов снаряжения, необходимого каждому солдату на 72-часовую миссию, и впереди маячат новые проблемы, поскольку они накапливают новую и более сложную электронику.
Для тех из вас, кто ведет счет дома, вот неполный список для стирки, который будет представлен в течение следующих 5-10 лет: «безопасные тактические радиостанции; очки с тепловыми датчиками и датчиками низкой освещенности, быстрое обнаружение цели и вспомогательная идентификация цели, дополненная реальность и искусственный интеллект; боевая винтовка нового поколения; беспилотные авиационные комплексы; оборудование для борьбы с СВУ и многое другое ».
И больше!
Путь к экстремальному хранению энергии
В своих последних усилиях по решению проблемы накопления энергии армия ранее на этой неделе объявила, что Университет Мэриленда выделил 7,2 миллиона долларов в армию, чтобы возглавить новый альянс, нацеленный на преодоление препятствий на пути к перезаряжаемым батареям следующего поколения..
«Экстремальный» - это слово дня, цель которого - экстремальная зарядка (или быстрая зарядка) и экстремальное напряжение, ведущее к большей плотности энергии при меньшей массе.
Что касается фундаментальных исследований, команда также стремится к «экстремальным оценкам», что означает более подробное понимание факторов деградации батареи. Перед командой также стоит задача «радикальных трансформационных инноваций», включая твердотельные литиевые батареи.
Мы поговорим о твердотельных батареях через секунду, но сначала давайте сделаем паузу, чтобы рассмотреть те самые таланты, которые армия использует в своем стремлении к лучшим, более легким и более мощным устройствам накопления энергии.
Помимо использования исследовательской лаборатории армии и Университета Мэриленда в области фундаментальных исследований батарей, команда состоит из Университета штата Монтана, членов CREB (Центр исследований экстремальных батарей, штаб-квартира которого находится в Университете штата Монтана). Мэриленд) и множество других экспертов, включая лаборатории Аргоннской и Брукхейвенской лабораторий Министерства энергетики, Национальный институт стандартов и технологий, Нью-Йоркский консорциум аккумуляторов и накопителей энергии, Университет Стони Брук и Техасский университет в Остине.
Со стороны частного сектора - компания по производству суперконденсаторов Graphenix Development Inc., эксперт по твердотельным накопителям энергии Ion Storage Systems и подразделение Saft America ведущего мирового производителя аккумуляторов Saft.
Почему все вдруг заговорили о твердотельных батареях?
Если вы уловили эту особенность твердотельных аккумуляторов, это еще одна актуальная тема в этом начинании. Прошлой весной гонка за твердотельными батареями следующего поколения широко распространилась в области накопления энергии для электромобилей, отчасти привлекательной простотой конструкции.
Еще в мае Национальная лаборатория Окриджа предложила сверхтонкий электролит, состоящий из нового полимера (также известного как пластик) и керамического композита.
Это может быть то, где вам на помощь приходит Государственный университет Монтаны, если вам это интересно. Отдел материалов в Институте энергетических исследований школы предлагает широкую сеть, охватывающую «инновационную обработку керамики для твердооксидных топливных элементов и электрохимических устройств, шаблонные углеродные материалы для хранения энергии, покрытия для устойчивости к высокотемпературной коррозии, биоразлагаемые полимеры и полимеры биологического происхождения. и композиты для экологичных материалов и жизненных циклов энергетических продуктов, а также композитные материалы из углеродного волокна для энергетических приложений ».
Угол наклона топливного элемента также может сыграть роль в качестве средства подзарядки батарей в полевых условиях. Еще в 2010 году армия наградила 10 лучших изобретений интегрированной системой питания, включающей носимый топливный элемент для подзарядки батарей.
Больше батарей для более чистой энергии
Перезаряжаемые батареи более или менее нейтральны к источнику, поэтому при прочих равных условиях усиление внимания армии к усовершенствованному хранению энергии не обязательно будет плохой новостью для заинтересованных сторон, заинтересованных в ископаемом топливе - за исключением того, что это так.
Хотя министерство обороны США в значительной степени оставалось незамеченным во время администрации Трампа, оно все еще участвует в долгом и сложном процессе выхода из зависимости от ископаемого топлива. Помимо решения проблем отказоустойчивости и энергетической безопасности, которые имеют непосредственное отношение к военным объектам, эти усилия также влияют на отказоустойчивость и проблемы благополучия, которые влияют на окружающие сообщества.
Одна особенно важная новая инициатива в этой области - это усилие по использованию солнечной энергии и накопителей, которое объединяет министерство обороны с разветвленной сетью сельских кооперативов электроснабжения страны. Это почти 900 кооперативов, охватывающих более половины территории США и обслуживающих население в 42 миллиона человек.
Я точно знаю? Кто знал? Электрические кооперативы были созданы сразу после Великой депрессии, чтобы осветить бедные сельские районы, и их особый регулирующий статус дает им широкую лицензию на внедрение новых технологий, которые приносят пользу их сообществам, включая возобновляемые источники энергии и другие чистые технологии.
Новый план был запущен в августе с прицелом на внедрение микросетей возобновляемой энергии и систем хранения энергии на 95 военных объектах, которые находятся на территории обслуживания электрических кооперативов.
У ВВС уже есть преимущество после успешного испытания демонстрационной солнечной микросети с хранилищем на базе ВВС Киртланд.
Говоря о ВВС, ознакомьтесь с их планом вывести министерство обороны на территорию с отрицательным выбросом углерода через инновационный центр AFWERX.
Чтобы не отставать, армия принимает к сведению Указ № 13834, изданный в 2018 году, в котором «основное внимание уделяется федеральной политике устойчивого развития и существующим законодательным требованиям, постоянному совершенствованию и экономической эффективности».
То, что касается «существующих законодательных требований», казалось бы, бросает тень на тенденцию к декарбонизации, за исключением того, что падающая стоимость солнечной энергии, энергии ветра и накопления энергии дает преимущество чистым технологиям в улучшении и экономической эффективности.
Если задуматься, армия до сих пор вручает награды предприятиям, добивающимся экономии энергии, среди последних примеров - Форт-Райли и Форт-Нокс.
Между тем, наши друзья из Grist сообщают, что администрация Трампа * заморозила работы по десяткам исследований Министерства энергетики США, которые могли бы помочь Министерству обороны ускорить его усилия по декарбонизации, оставляя вопрос о том, действительно ли главнокомандующий действительно поддерживает наши войска, как он говорит.
Просто говорю!
*История создания.