讓電池為士兵擋子彈,美軍新型態電池身兼供電與防護機能

作者 | 發布日期 2018 年 05 月 30 日 7:45 | 分類 尖端科技 , 電力儲存 , 電池 follow us in feedly

電池應用範圍非常廣泛,除了日常 3C 用品,也會在軍中設備看到,而且軍人還要時常背在身上。其中美國軍人平均日攜帶 18 磅(約 8 公斤)的小型動力電池,這重量只比防護設備少 2 磅而已,如果可以把電池變成一種防護設備,讓衣物設備兼具儲能與防具功能,或許能大大提升行動靈活度。




目前美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)的 Gabriel Veith 正進行相關實驗,為了負重高、疲憊的軍人製造防護性電池(protective battery)。

研究中的電池原型乍看之下只是常見的電池組,不過研究員加了一點料,在電池添入二氧化矽(silica),這些奈米粒子不會影響電池電解質流體性質與導電性,而當電池受到衝擊,像是被子彈擊中時,二氧化矽液態電解質會轉變成固體,研究認為這可以阻止子彈擊穿電池,進而保護軍人。

這種電解質為非牛頓流體(non- Newtonian fluid)種類中的「剪切增稠流體」,在正常狀態下保持液態與具有良好導電性,而受到衝擊或受力時,會使液體結構改變,黏度、硬度與體積都會上升,可降低子彈射穿或是電池、電極變形危險。

Veith 和與團隊已經證明這種方法適用小型電池,但還無法擴大範圍使用,目前已有一些士兵穿戴新防護性電池設備。不過該電池防具也不是那麼好康,如果子彈擊中錯誤位置,也可能會發生電池洩漏或爆炸。

該系統也為因應美國軍方要求,設計成可充式電池,遺留的毒物也比較少,假如這些電池未來越來越好用與安全,潛力無限,可說是將來防具潛力軍。

研究緣由

美國國防部 201 8年 4 月在 SBIR / STTR 提出一系列研究要求,並在編號 AF182-051 主題中提到,戰地空軍雖然常用通訊與電子設備,但慣用電池 BA-5590 等在重量、形狀與尺寸上皆不符合人體工學,因此他們希望能打造可裝在背心、護甲中的輕薄電池。

不過電池變薄或變厚可能都會導致護甲兼容性問題,因此國防部想讓電池兼具儲能與防護效果,而他們發現先前的剪切增稠電解質研究報告,想藉此減少軍人的受傷機率。國防部也要求電池得是可充式的,理想重量能量密度可達 200Wh/kg,可用溫度範圍則在攝氏 -30 度到 60 度之間,也希望在所有濕度狀態下都擁有足夠性能。

根據 Futurism 報導,政府是美國最大的環境污染者之一,且通常把清理工作外包或是沒有按照標準清理,處理方式通常就是放一把火全燒而已。美國國防部也意識到氣候變遷是個國家安全問題,也許推動可重複利用、耐用的電池是個支持減緩環境與氣候議題的解決方案。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:pixabay