Wären Redox-Flow-Batterien gut für die Entwicklung vollelektrischer gepanzerter Fahrzeuge?

Ich bin gerade dabei, ein etwas hartes militärisches Sci-Fi-Setting zu schaffen, und war von der Idee vollelektrischer gepanzerter Fahrzeuge für einen zukünftigen Krieg begeistert.

Dafür habe ich mich für gebrauchte Redox-Flow-Batterien entschieden: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Flow_battery

Ich entschied, dass Redox-Flow-Batterien gut geeignet waren, da sie es ermöglichten, den Elektrolyt der Batterien von einem Fahrzeug auf ein anderes zu übertragen, was bedeutete, dass gepanzerte Fahrzeuge sich selbst aufladen konnten, indem sie von einem Tankwagen betankten, der den Elektrolyten speicherte, und ihn mit erneuerbaren Energien wieder aufluden sogar tragbare nukleare Quellen.

Dadurch kann Ihr "Treibstoff" zwischen den Tankern und den Fahrzeugen auf unbestimmte Zeit recycelt werden, was bedeutet, dass Ihre Streitkräfte mit minimalem Nachschub durch weite Teile des feindlichen Territoriums schlängeln könnten, es sei denn, ein Tanker wurde zerstört oder ein Unfall passiert und verursacht ein Auslaufen von Kraftstoff.

Sie haben auch zusätzliche Vorteile der vollständigen Entladefähigkeit, sehr lange Lebensdauer und haben nicht brennbare Elektrolyte, die nicht wie Li-Ionen explodieren.

Redox-Flow-Batterien sind normalerweise von Problemen mit geringer Leistungsdichte geplagt, aber Artikel wie der unten geben mir Hoffnung, dass in Zukunft Elektrolyte mit höherer Dichte entdeckt werden können:

https://www.sciencedaily.com/releases/2009/10/091012135506.htm

Der obige Artikel behauptet, dass sie jetzt die äquivalente Dichte von Li-Ionen erreichen können. In Anbetracht der zukünftigen Technologie kann für die Zwecke dieser Antwort eine vielleicht 0,5-mal bessere Energiedichte als bei aktuellen Li-Ionen angenommen werden.

Würde dieses System für die Aufrechterhaltung einer Panzerdivision bei ausgedehnten Kampfhandlungen funktionieren?

Keine aktuelle Batterietechnologie kommt an die Energiedichte der heute verwendeten Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe heran. Welche Annahmen treffen Sie diesbezüglich konkret?
@ Tantalus 'Berührung. Ich habe die Frage bearbeitet. Sie haben Recht, wenn Sie sagen, dass die Energiedichte geringer wäre, sodass Sie mehr Flüssigkeit speichern müssten. Allerdings müssen Sie auch die Gewichtseinsparungen berücksichtigen, die dies bringen könnte, z Motor oder APU, keine Schmiermittel erforderlich und andere kleine Änderungen, die sich wirklich summieren. Auch Technologien wie das regenerative Bremsen würden es dem System ermöglichen, mit einer einzigen Ladung weiter zu fahren als normal.
Es gibt tatsächlich ein paar Technologien, die zumindest theoretisch mit Benzin konkurrieren. Kürzlich gab es einen Magnesiumhydridschlamm , der möglicherweise mit Benzin konkurriert (es ist technisch immer noch sehr ineffizient, aber die Verluste liegen eher in der Raffinerie als im Motor wie bei Benzin). Dann gibt es Vanadiumborid , das (obwohl es schwer aufzubereiten ist) Benzin mit fast dem Dreifachen der Joule pro Liter verbrennt (und es funktioniert bei 800 ° C, also ... glühendes Glühen FTW)
Vielleicht bin ich dumm, aber sind Ihre „Redox-Flow-Batterien“ nicht besser bekannt als „Brennstoffzellen“? Brennstoffzellen sind großartige, wartungsarme und hocheffiziente Energiequellen. Sie haben auch eine Leistungsdichte (Leistungsabgabe pro kg Gesamtsystem), die weniger als 1/100 derjenigen des gleichen Kraftstoffs beträgt, der in einem Verbrennungsmotor verbrannt wird. ideal für den Einsatz auf einem Raumschiff, U-Boot oder als Hilfsstromquelle. als primäre Antriebskraft für ein gepanzertes Kampffahrzeug völlig nutzlos .

Antworten (2)

Das klingt gut für eine Geschichte.

Erinnern wir uns daran, dass dies für eine Fiktion ist und daher für die Leser cool oder für die Spieler ansprechend sein sollte. Für mich liest es sich so, als hätten Sie dieses Konzept gut genug im Kopf, um es in Ihrer Geschichte zum Leben zu erwecken. Die Idee, Elektrolyte zu pumpen, Tanklastwagen zu "betanken", Soldaten mit Siphonschläuchen, Kraftstoffdeponien usw. hat seit dem 1. Weltkrieg viele Präzedenzfälle in echten Militärs, und Sie können dies aktualisieren und auffrischen, indem Sie Elektrolyte und Batterien herstellen.

Ich muss sagen, dass ich in der realen Welt lieber eine klumpige Kiste als Batterie hätte, weil ich mir sicher bin, dass Elektrolyt irgendwie in meinen Schoß spritzen würde, weil es immer so ist, und dann lassen sie mich nicht in den Club. Ein Soldat kann die Batterie aus einem beschädigten Fahrzeug holen und damit rennen; schwierig mit Elektrolyt oder Diesel.

Ich würde sagen, dass das Übertragen von Elektrolyt von einem Fahrzeug zum anderen eine Art Kanister oder Kraftstoffpumpe mit einer Dichtung erfordern würde, um die Oberseite des Kraftstofftanks abzudichten, damit Sie beim Transport nicht so viel verschütten. Der Punkt des Elektrolyts ist, dass Sie nicht annähernd so viel POL-Zeug ins Land bringen müssen, um Ihren Angriff aufrechtzuerhalten, weil Sie einfach weiter gebrauchten Kraftstoff recyceln können. Aber ja danke für die aufschlussreiche Antwort.

Militärische Anwendungen werden kompakte Brennstoffquellen benötigen. Je weniger Treibstoff sie tragen, desto mehr Gewicht können sie an Panzerung oder Granaten mitbringen. Sie werden sich nicht viel um die Umwelt kümmern, außer in Bezug darauf, wessen es ist.

Das Mitbringen eines separaten Tankers bedeutet, ein Fahrzeug zu haben, das angegriffen werden kann, um die anderen zu immobilisieren. Der Akt des Transfers könnte Personal exponieren oder die Manövrierfähigkeit der Fahrzeuge verringern. Ist der Tanker auch gepanzert? Wenn nicht, schränkt es die Situationen ein, in die die gesamte Gruppe eintreten kann. Aber wenn ja, warum können sich die anderen gepanzerten Fahrzeuge nicht selbst antreiben?

Meistens verstehe ich nicht, warum die von Ihnen beschriebene "erneuerbare Quelle" oder nukleare Quelle nicht direkt auf dem Fahrzeug liegt, das die Energie benötigt, und nicht auf einem Tanker.

Update für Einzelheiten : Wenn die Batterie eine 0,5-mal bessere Energiedichte als Lithium hat (Lithium + 50%), sehe ich für diese Zahl 220 Wh/kg oder 265 Wh/kg . "Wh" ist eine schreckliche Einheit, J/s * 3600 s, also nennen wir das 954.000 J/kg = 954 J/g ... Ich werde wohltätig sein und es auf 1 kJ/g aufrunden, dann 50% hinzufügen bis 1,5 kJ/g. Zum Vergleich: Oktan hat einen Brennwert von 41 kJ/g, bei Benzin sehe ich manche Werte etwas höher. Die Seite, auf der oben 265 Wh/kg angegeben sind, besagt, dass Benzin eine 100-mal höhere Energiedichte hat als (weniger effiziente, weiter verbreitete) Lithiumbatterien.

Es scheint gesunder Menschenverstand zu sein: Wenn Sie ein Benzinauto mit all den zusätzlichen Gaskrügen beladen, die es tragen kann, im Kofferraum, auf dem Rücksitz und auf dem Beifahrersitz, bis die Gewichtskapazität ausgeschöpft ist, erwarten Sie, dass es einen langen Weg zurücklegen wird; aber wenn Sie die Batterien an Bord eines Elektroautos verdoppeln, würden Sie sich fragen, ob es sich bewegen könnte. Elektroautos haben viele Vorteile, zumal bei geringerer Kraftstoffkapazität das fehlende Motorgewicht einen Unterschied macht, aber Truppen über weite Strecken durch feindliches Gelände in einem öden Kriegsgebiet zu transportieren, wenn die Nachschubversorgung nicht garantiert werden kann? Das bezweifle ich.

Vieles davon wäre besser als (ein paar) Kommentare unter dem Beitrag des OP gewesen als als Antwort. Als solches Markieren für einen Mod, um es zu konvertieren. Wo kam die "nukleare Brennstoffquelle" ins Spiel, warum bringen Sie das zur Sprache? Ja, Protonen befinden sich im Kern eines Atoms, aber jede Zelle in Ihrem Körper hat Protonenpumpen, Ihre Antwort verschleiert die Probleme.
Unsere aktuellen Flotten von gepanzerten Fahrzeugen erfordern bereits Tankerflotten, ich passe sie einfach an den Einsatz von Elektrofahrzeugen an. Der Grund, warum das Netzteil nicht im Fahrzeug ist, ist, dass es wahrscheinlich zu sperrig ist, um es mitzunehmen, und einen separaten LKW benötigen würde.
@Efialtes Redox-Flow-Batterien haben eine Energiedichte, die mindestens zwei Größenordnungen niedriger ist als die von Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen. Wir brauchen eine Flotte von Tankern, nur um einen Tank am Laufen zu halten.
@Alexander Ich habe das in der Frage angesprochen. Redbox-Flow-Batterien verbessern sich und haben bereits begonnen, zumindest unter Laborbedingungen die Parität mit Li-Ion zu erreichen, daher gehe ich optimistisch davon aus, dass sie vorankommen könnten.
@Tantalus: Die ursprüngliche Frage ging von nuklearen Quellen aus. Ich sehe keinen Grund, warum dies keine Antwort sein sollte - die Frage war ja oder nein, und ich schlage nein vor.
Wo, wirklich wo werden in der Frage nukleare Quellen erwähnt? Terminologien wie „nuklear“ haben in der Öffentlichkeit so weitreichende Auswirkungen, dass sie extrem von der Art und Weise abweichen, wie die Frage geschrieben wird, worauf Sie hinauswollen? Wenn eine Frage nicht gut gestellt ist, haben wir die Pflicht, sie zu kommentieren, nicht, sie zu beantworten.
@Efialtes "haben bereits begonnen, zumindest unter Laborbedingungen die Parität mit Li-Ion zu erreichen" - Entschuldigung, das sehe ich in der Frage nicht. Sie können diese Energiedichteannahme zu der Frage hinzufügen. Diese Bearbeitung kann jedoch die Antwort von Mike Serfas effektiv ungültig machen.
Wenn Sie in beiden Fällen Tankwagen voller Kraftstoff verwenden, können Sie genauso gut die gleichen Kraftstoffe verwenden, die sowohl das Militär als auch die Industrie im letzten Jahrhundert standardisiert haben. Es muss ein klarer und überzeugender Nutzen vorliegen, um den Wechselaufwand zu rechtfertigen.
@Cadence Ich kann meiner Antwort die Vorteile des Schalters hinzufügen, aber ich habe das Gefühl, dass dies von der Frage ablenken würde.
@Mike Serfas Tolle Resonanz, die Probleme mit der Leistungsdichte sind der Hauptnachteil von Elektrofahrzeugen. Meine Leistungsdichteannahmen waren ziemlich großzügig, wenn man bedenkt.
Wären Redox-Flow-Batterien gut für die Entwicklung vollelektrischer gepanzerter Fahrzeuge?
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