Trong một cảnh quay của các bên liên quan đến dầu khí, Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia tính toán rằng Quân đội có thể cắt giảm 30% việc sử dụng dầu diesel và các nhiên liệu hydrocacbon khác ngay tại đây và ngay bây giờ, một phần với sự trợ giúp của xe điện và các công nghệ sạch khác. . Khi điều đó xảy ra, một nhà thầu của Bộ Quốc phòng có tên NanoGraf vừa giới thiệu một công thức silicon mới cho pin EV có thể đưa Quân đội đi đúng hướng để đạt được mốc 30% sớm hơn là muộn.
Quân đội Hoa Kỳ có thể tiết kiệm 30% nhiên liệu hydrocacbon
Rõ ràng, NAS không sớm dự đoán về Quân đội toàn điện trong tương lai. Báo cáo đề cập đến một trường hợp sử dụng thực địa, trong đó trọng lượng và kích thước của pin EV cũng như khả năng cung cấp điện, là những yếu tố khiến thế hệ xe điện hiện tại gặp bất lợi so với xe chạy xăng cũ thông thường.
Đầu tuần này, NAS đã đưa ra một thông cáo báo chí cho báo cáo mới, bắt đầu bằng tiêu đề: "Quân đội Hoa Kỳ nên tiếp tục sử dụng nhiên liệu hydrocacbon là Nguồn Năng lượng Chính trên Chiến trường, Báo cáo Mới cho biết."
Dòng tiêu đề gợi ý rằng báo cáo mới chỉ nói về nhiên liệu hydrocacbon, và thực tế không phải vậy. Nó cũng là về việc giảm sử dụng năng lượng hóa thạch, điều mà các bên liên quan đến dầu khí khó có thể cổ vũ. Báo cáo mới có một tiêu đề ít rườm rà hơn, “Cung cấp sức mạnh cho Quân đội Hoa Kỳ trong tương lai".
Thông cáo báo chí của NAS cuối cùng cũng thừa nhận điều đó vào khoảng đoạn thứ sáu - sau khi loại bỏ tất cả các lý do tại sao pin EV không phù hợp để sử dụng ở chiến trường.
“Tuy nhiên, báo cáo lưu ý, các công nghệ hybrid sử dụng ICE, máy phát điện, thiết bị điện tử công suất và bộ lưu trữ pin là một lựa chọn đáng khuyến khích mà Quân đội đã bắt đầu công việc,” thông cáo báo chí thừa nhận một cách miễn cưỡng. “Tổng cộng, các hành động được đề xuất trong báo cáo sẽ giúp giảm 32% lượng nhiên liệu cần thiết để vận chuyển đến hiện trường và phần lớn dựa trên công nghệ hiện có.”
Cách để chôn cất mỏm đá, các bạn. Sheesh!
Trong khi đó, nếu bạn nắm bắt được điều đó về “vận chuyển đến hiện trường”, đó là chìa khóa cho toàn bộ nghiên cứu. Theo yêu cầu của Quân đội, NAS đã xem xét kỹ triển vọng tiêu thụ nhiên liệu trong một trường hợp sử dụng cụ thể - cụ thể là đội chiến đấu của lữ đoàn thiết giáp - vào năm 2035.
Điều đó giải thích lý do tại sao báo cáo đưa ra nhu cầu tiếp tục sử dụng hydrocacbon trong thời gian ngắn. Các lữ đoàn chiến đấu bọc thép được biết đến với việc sử dụng nhiều nhiên liệu, vì vậy nghiên cứu của NAS đưa ra một tình huống xấu nhất đối với xe điện và năng lượng tái tạo.
Pin EV mới cho Bộ Quốc phòng
Đối với Quân đội toàn điện của tương lai, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã nhìn về quá khứ 2035. Trong số nhiều (nhiều) dự án R&D công nghệ sạch của mình, DOD đang ủng hộ công thức pin mới được phát triển bởi NanoGraf.
Đầu tuần này, NanoGraf đã tiết lộ rằng nó đã đạt được kỷ lục “đột phá về mật độ năng lượng của tế bào cực dương silicon cho phép kéo dài hơn, trọng lượng nhẹ hơn và chu kỳ sạc rút ngắn cho thiết bị điện tử tiêu dùng, xe điện, thiết bị quân sự và hơn thế nữa”.
Chắc chắn, chúng tôi nghe thấy điều đó mọi lúc, nhưng tai của chúng tôi như vểnh lên khi cả silicon và DOD xuất hiện cùng nhau trong cùng một thông cáo báo chí cùng với các chi nhánh khác của NanoGraf, bao gồm Đại học Northwestern và Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne của Bộ Năng lượng, nơi có toàn bộ tập đoàn pin silicon dưới cánh của nó.
Về lý do tại sao silicon, Bộ Năng lượng là một fan hâm mộ lớn của silicon cho pin thế hệ tiếp theo. Nó có thể cải thiện hiệu suất của pin, nhưng có một số lỗi công nghệ cần được giải quyết.
"Trong pin ô tô điện của bạn, việc hoán đổi một điện cực bằng một điện cực làm bằng silicon có thể giúp pin tích trữ năng lượng nhiều hơn gấp 10 lần. Tại sao silicon không được sử dụng? Nó sụp đổ, ”Bộ Năng lượng trầm ngâm vào tháng XNUMX năm ngoái.
NanoGraf dường như đã giải quyết được vấn đề, với sự trợ giúp của khoản tài trợ 1.65 triệu đô la từ Bộ Quốc phòng.
“Mật độ năng lượng đã cố định, chỉ tăng 10% trong thập kỷ qua. Chúng tôi vừa đạt được mức tăng XNUMX% trong vòng chưa đầy một năm. Đây là giá trị của hơn một thập kỷ đổi mới trong một công nghệ, ”Chủ tịch NanoGraf, Tiến sĩ Kurt (Chip) Breitenkamp giải thích.
Có, Silicon cho pin EV thế hệ tiếp theo
Pin EV đã được cải thiện đáng kể trong 10 năm qua, nhưng chúng đã gặp phải sự cố về tốc độ với thứ điện cực đó. Pin EV điển hình dựa trên than chì và điều đó chỉ có thể đưa bạn đi xa trên con đường di chuyển bằng không phát thải.
Tùy chọn silicon yêu cầu pha tạp, đề cập đến việc tinh chỉnh và điều chỉnh một vật liệu để tạo ra các đặc tính mong muốn. Doping đã xuất hiện được một thời gian và công nghệ kích thước nano ngày nay đang cung cấp cho các nhóm R&D những cơ hội mới để tùy chỉnh chính xác.
“Công nghệ của NanoGraf sử dụng kiến trúc vật liệu hợp kim silicon pha tạp độc quyền để đạt được hiệu suất hàng đầu và giải pháp cho các rào cản kỹ thuật Si anode lâu đời. Công ty giải thích sự kết hợp độc quyền của hợp kim gốc silicon và lớp phủ vô cơ và hữu cơ bảo vệ giúp ổn định vật liệu hoạt động trong quá trình sạc và phóng điện.
“Trong khi các cực dương làm từ than chì hiện tại cung cấp dung lượng 372 mAh / g, vật liệu NanoGraf có thể được tùy chỉnh để đạt được dung lượng từ 550 mAh / g đến hơn 1400 mAh / g, mang lại mật độ năng lượng cấp tế bào cao hơn và khả năng tốc độ tốt nhất trong phân khúc cho các ứng dụng phóng điện cao, ”NanoGraf cho biết thêm.
NanoGraf cũng chỉ ra rằng pin mới được chế tạo với chi phí thấp, quy trình “hóa học ướt” thông lượng cao, mang lại lợi thế tiềm năng về chi phí sản xuất.
Quân đội toàn điện của tương lai
Pin NanoGraf không chỉ dành cho xe điện. Quân đội đặc biệt quan tâm đến pin di động nhỏ hơn, nhẹ hơn để cung cấp năng lượng cho tải trọng ngày càng tăng của các thiết bị điện tử mà người lính ngày nay mang theo.
DOD cũng quan tâm đến ý tưởng về thu gom năng lượng tại chỗ để sử dụng tại hiện trường, bằng cách bồi dưỡng lực lượng chiến đấu nhanh nhẹn hơn trong tương lai. Theo báo cáo của NAS, ý tưởng sạc lại toàn bộ đội pin EV có thể đã nằm ngoài khả năng hiện tại, nhưng Quân đội đã để mắt đến các tấm pin mặt trời di động và có thể vận chuyển cho năng lượng khi đang di chuyển, Cùng với công nghệ lưu trữ năng lượng mới và linh hoạt các vi mạch tự hình thành làm giảm việc sử dụng nhiên liệu thông thường.
Trong khi đó, Quân đội và các chi nhánh khác của Dịch vụ Vũ trang đã nhúng một chân vào vùng nước xe điện và pin NanoGraf mới dường như cũng được bảo vệ.
Ngoài khoản tài trợ DOD, một nhóm ngành được gọi là Hội đồng Nghiên cứu Ô tô Hoa Kỳ đã chi 7.5 triệu USD vào quỹ NanoGraf R&D trở lại vào năm 2019. Điều đó đặt Ford, GM và thứ mới gọi là FCA (hay còn gọi là Chrysler, Jeep, Dodge, Ram và FIAT) đằng sau loại pin mới.
Con đường cắt giảm 30% lượng nhiên liệu sử dụng
Trong khi chờ pin NanoGraph mới lên kệ, Quân đội đã không để cỏ công nghệ sạch mọc dưới chân mình, và tiết kiệm nhiên liệu là một trong những lĩnh vực được chú trọng.
Trong một diễn biến gần đây về điểm số đó, vào mùa thu năm ngoái, Quân đội đã tiết lộ một chiếc xe tải điện-diesel 35, ooo pound được gọi là HEMTT A3 (Xe tải chiến thuật cơ động mở rộng hạng nặng cộng với máy phát điện).
Chiếc xe tải tăng gấp đôi như một thiết bị cung cấp lưới điện siêu nhỏ và Quân đội dự đoán rằng nó sẽ cải thiện hiệu suất nhiên liệu lên 20% đồng thời cung cấp năng lượng có thể vận chuyển và xuất khẩu lên tới 100 kilowatt.
“HEMTT A3 sử dụng động cơ diesel-điện để cung cấp năng lượng cho máy phát điện, từ đó truyền năng lượng điện qua dây cáp tới các động cơ nhỏ trên mỗi trục. Quân đội giải thích một siêu tụ điện được sử dụng để lưu trữ năng lượng.
Stephen Nimmer của Oshkosh Defense cho biết thêm: “Chúng tôi có một máy phát điện cảm ứng A / C thay cho hộp số tự động trên một chiếc xe tải thông thường. “Chúng tôi có dây cáp điện chạy từ máy phát điện đến bộ biến tần hoặc bộ truyền động điều khiển động cơ điện.”
Có thể nói, chiếc xe tải hiện đang trải qua một cuộc thử nghiệm pin để xác định khả năng phục hồi của nó trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt và các điều kiện khác.
Thêm dầu diesel sinh học vào hỗn hợp và có vẻ như các bên liên quan đến dầu khí sẽ cần phải xem xét lại kế hoạch tổ chức báo cáo NAS mới của họ.
Theo tôi trên Twitter @TinaMCasey.
Ảnh: Xe tải hybrid diesel-điện lịch sự của Phòng thủ Oshkosh.
Coinsmart. Đặt cạnh Bitcoin-Börse ở Europa
Nguồn: https://cleantechnica.com/2021/06/14/new-diesel-killing-ev-bataries-put-30-fuel-cut-in-us-army-sights/
