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氫電池是將氫和氧通過催化活性很強(qiáng)的電極直接發(fā)電的電池，產(chǎn)物是水。它在軍事上應(yīng)用有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是靜噪；二是可產(chǎn)生持續(xù)電流；三是能量轉(zhuǎn)換率高（超過80%，普通燃燒能量轉(zhuǎn)換率30%多）。但現(xiàn)在氫電池還有一些局限，比如發(fā)電輸出峰值功率不高，不能突然加速和保持高速等，因此，各國(guó)均在努力改善氫電池的不足，將其不斷應(yīng)用在新軍事領(lǐng)域內(nèi)。目前最成功的的氫電池推進(jìn)武器是德國(guó)212和214型潛艇，同時(shí)美軍也在加緊研制和實(shí)驗(yàn)各種氫電池武器。目前氫電池主要應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、潛艇、軍艦、單兵裝備、通信設(shè)備等需要持續(xù)能量供應(yīng)的設(shè)備。
氫電池原理圖
氫電池
一、德國(guó)212和214型AIP潛艇
德國(guó)212和214型潛艇有兩個(gè)西門子PEM燃料電池，每個(gè)產(chǎn)生120kW的燃料電池，為潛水艇提供長(zhǎng)達(dá)兩周的水下續(xù)航能力，改變了柴油動(dòng)力潛艇需要經(jīng)常浮到海面燃燒柴油發(fā)電的劣勢(shì)。船體優(yōu)良的流體動(dòng)力學(xué)造型和低噪音電池和螺旋槳，降低了潛艇的聲學(xué)特征。
2002年3月212型潛艇研發(fā)啟動(dòng)，并于2005年10月開始投放軍方，德國(guó)海軍訂購了四艘212型潛艇。2006年9月，德國(guó)海軍又訂購了兩艘212型潛艇。意大利海采購了兩艘212型潛艇。2008年8月，意大利政府又訂購了另外兩艘潛艇，并于2015年和2016年交付。色列海軍訂購了六艘海豚級(jí)U212潛艇，其中三艘已交付，另外兩艘將于2014年交付。第六艘潛艇于2011年5月訂購。希臘海軍訂購了四艘214型潛艇。韓國(guó)還訂購了9艘214型。巴基斯坦同意購買三艘214型潛艇。2009年7月，土耳其簽署了共同生產(chǎn)6艘214型潛艇的合同。
德國(guó)212型AIP潛艇
德國(guó)212型潛艇結(jié)構(gòu)圖，藍(lán)色罐子為氫氣罐
二、無人駕駛飛行器（UAV）
由電池供電的無人駕駛飛行器，通常用于軍隊(duì)遂行臨時(shí)軍事行動(dòng)，無人飛行器可以發(fā)送回地面活動(dòng)的實(shí)時(shí)圖像，一般只能持續(xù)30分鐘就需要充電。氫燃料電池可以將無人機(jī)空氣時(shí)間增加到大約8小時(shí)，并且在著陸后，可以在不到15分鐘內(nèi)加油。此外，沒有活動(dòng)部件 - 這意味著燃料電池驅(qū)動(dòng)的無人機(jī)需要更少的維護(hù)和零潤(rùn)滑劑。因此，氫電池具有比其它電池具有更高的軍事價(jià)值。
使用氫電池的無人機(jī)，飛行時(shí)間大大加長(zhǎng)，加燃料時(shí)間僅需幾分鐘。
三、海底無人駕駛車輛
海軍美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)一種長(zhǎng)航時(shí)海底無人駕駛車輛（UUV）。海軍開始在UUV中使用燃料電池代替電池，以實(shí)現(xiàn)更大的有效載荷和更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。他們最近完成了對(duì)馬里蘭州卡德洛克海軍水面作戰(zhàn)中心原型的評(píng)估。由于燃料電池結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，可靠，因此能夠長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，海軍密切關(guān)注長(zhǎng)耐力車輛能源技術(shù)的進(jìn)展。
海底無人駕駛車輛
四、輕型卡車
通用汽車與美國(guó)陸軍合作開發(fā)氫燃料電池驅(qū)動(dòng)的輕型實(shí)用卡車。ZH2以雪佛蘭科羅拉多為基礎(chǔ)，采用加強(qiáng)型車身，并配有懸掛系統(tǒng)，可用于越野駕駛。氫燃料電池散熱和噪音小。，這與陸軍想要減少聲音和熱的要求相符。這輛卡車裝有50千瓦的電池，通過燃料電池充電，可以拆下來為其他應(yīng)用提供動(dòng)力。由于燃料電池中唯一的副產(chǎn)品是純凈水，因此ZH2還可以使士兵保持水分。陸軍正在評(píng)估卡車在軍事行動(dòng)中的潛在用途。
通用雪弗萊氫電池汽車
五、可穿戴電力系統(tǒng)
美國(guó)陸軍CERDEC理想的設(shè)備重量是一個(gè)人體重的30％，但有些士兵必須攜帶超過100磅的體重。為了減輕負(fù)荷，陸軍正在考慮用燃料電池替代鋰離子電池進(jìn)行發(fā)電，從而將電池重量減少50％。這些用于拆卸的士兵的“可穿戴式動(dòng)力系統(tǒng)”可以產(chǎn)生20瓦（W）的連續(xù)輸出和35W的峰值功率。為了幫助這項(xiàng)工作，美國(guó)能源部（DOE）正在努力降低氫化鋁的成本 - 氫化鋁是一種很有前途的材料，可用于儲(chǔ)存氫氣以用于這些便攜式燃料系統(tǒng)。
美國(guó)單兵可穿戴電力系統(tǒng)，比鋰電池輕50%
未來，氫電池在峰值輸出功率和體積的改善，將促進(jìn)氫電池在軍事領(lǐng)域具有更廣闊的應(yīng)用。當(dāng)然其在民事汽車的應(yīng)用上前景更加廣闊，將取代油和其他電池汽車。
