¿Serían buenas las baterías de flujo redox para el desarrollo de vehículos blindados totalmente eléctricos?

Estoy en el proceso de crear un entorno de ciencia ficción militar algo duro y me enamoró la idea de vehículos blindados totalmente eléctricos para una guerra futura.

Para esto decidí usar baterías Redox Flow: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Flow_battery

Decidí que las baterías de flujo redox encajaban bien, ya que permitían que el electrolito de las baterías se transfiriera de un vehículo a otro, lo que significa que los vehículos blindados podían recargarse llenándose de un vehículo cisterna que almacenaba el electrolito y lo recargaba usando energías renovables o incluso fuentes nucleares portátiles.

Esto permite que su "combustible" se recicle entre los camiones cisterna y los vehículos indefinidamente, lo que significa que, a menos que se destruya un camión cisterna o ocurra un accidente que provoque una fuga de combustible, sus fuerzas podrían atravesar amplias franjas de territorio enemigo con un reabastecimiento mínimo.

También tienen ventajas adicionales de capacidad de descarga total, ciclo de vida muy largo y electrolitos no inflamables que no explotan como los iones de litio.

Las baterías de flujo redox normalmente están plagadas de problemas de baja densidad de potencia, sin embargo, artículos como el siguiente me dan la esperanza de que se puedan descubrir futuros electrolitos de mayor densidad:

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

El artículo anterior afirma que ahora pueden alcanzar la densidad equivalente de los iones de litio, por lo que, considerando la tecnología futura, para los fines de esta respuesta, suponga que tal vez sea 0,5 veces mejor densidad de energía que los iones de litio actuales.

¿Funcionaría este sistema para el sostenimiento de una división blindada en operaciones de combate extendidas?

Ninguna tecnología de batería actual se acerca a la densidad de energía de los combustibles de hidrocarburos que se utilizan en la actualidad. ¿Qué suposiciones está haciendo con respecto a esto en términos específicos?
El toque de @Tantalus. Edité la pregunta. Tiene razón al afirmar que la densidad de energía sería menor, por lo que tendría que almacenar más líquido; sin embargo, dicho esto, también debe tener en cuenta el ahorro de peso que esto podría generar, como transmisión más simple o nula, falta de motor o APU, no se necesitan lubricantes y otros pequeños cambios que realmente suman. Además, tecnologías como el frenado regenerativo permitirían que el sistema fuera más lejos de lo normal con una sola carga.
De hecho, hay un par de tecnologías que, al menos en teoría , compiten con la gasolina. Recientemente hubo un lodo de hidruro de magnesio que potencialmente compite con la gasolina (técnicamente sigue siendo muy ineficiente, pero las pérdidas están en la refinería y no en el motor como la gasolina). Luego está el boruro de vanadio que (aunque es difícil de reprocesar) destruye la gasolina con casi 3 veces los julios por litro (y funciona a 800 °C, así que... resplandor al rojo vivo FTW)
Tal vez sea tonto, pero ¿sus "baterías de flujo redox" no son más conocidas como "células de combustible"? Las celdas de combustible son excelentes fuentes de energía de bajo mantenimiento y alta eficiencia. También tienen una densidad de potencia (potencia de salida por kg del sistema total) que es menos de 1/100 de la del mismo combustible quemado en un motor de combustión interna. ideal para usar en una nave espacial, submarino o como fuente de energía auxiliar. completamente inútil como fuerza motriz primaria para un vehículo de combate blindado.

Respuestas (2)

Suena bien para una historia.

Recordemos que esto es para una ficción y, por lo tanto, debería ser genial para los lectores o atractivo para los jugadores. Me parece que tienes la cabeza envuelta en este concepto lo suficientemente bien como para darle vida en tu historia. La idea de bombear electrolitos, camiones cisterna de "repostaje", soldados con mangueras de sifón, vertederos de combustible, etc. tiene muchos precedentes en los ejércitos reales desde la Primera Guerra Mundial, y puede actualizar y refrescar esto convirtiéndolo en electrolitos y baterías.

Tengo que decir que en el mundo real preferiría tener una caja llena de bultos como batería porque estoy seguro de que el electrolito de alguna manera se las arreglaría para derramarse en mi regazo porque siempre lo hace y luego no me dejarán entrar al club. Un soldado puede tomar la batería de un vehículo dañado y correr con ella; difícil con electrolito o diesel.

Diría que transferir electrolitos de un vehículo a otro requeriría algún tipo de bidón o bomba de combustible con una junta para sellar la parte superior del tanque de combustible para que no se derrame tanto en tránsito. El objetivo del electrolito es que no tengas que traer tanto material POL al país para sostener tu asalto porque puedes seguir reciclando el combustible usado. Pero sí, gracias por la perspicaz respuesta.

Los usos militares querrán fuentes de combustible compactas. Cuanto menos peso de combustible lleven, más peso de blindaje o proyectiles podrán llevar. No les va a importar mucho el medio ambiente, excepto en términos de quién es.

Llevar un camión cisterna separado significa tener un vehículo que puede ser atacado para inmovilizar a los demás. El acto de transferencia podría exponer al personal o reducir la capacidad de maniobra de los vehículos. Además, ¿el camión cisterna está blindado? Si no, limita las situaciones en las que puede entrar todo el grupo. Pero si es así, ¿por qué los otros vehículos blindados no pueden impulsarse a sí mismos?

Principalmente, no entiendo por qué la "fuente renovable" o la fuente nuclear que usted describe no está en el vehículo que necesita la energía, en lugar de en un camión cisterna.

Actualización para detalles : si la batería tiene '0,5 veces mejor densidad de energía que el litio' (litio + 50%), entonces veo 220 Wh/kg o 265 Wh/kg para esa cifra. "Wh" es una unidad horrible, J/s * 3600 s, así que llamemos a eso 954,000 J/kg = 954 J/g... Seré caritativo y lo redondearé a 1 kJ/g, luego agregaré 50% a 1,5 kJ/g. En comparación, el octanaje tiene un valor de combustible de 41 kJ/g, y veo algunas cifras para la gasolina un poco más altas. El sitio que dice 265 Wh/kg arriba dice que la gasolina es 100 veces más densa en energía que las baterías de litio (menos eficientes, más utilizadas).

Parece de sentido común: si carga un automóvil de gasolina con todas las botellas de gasolina adicionales que puede llevar, en el maletero, en el asiento trasero y en el asiento del pasajero hasta que la capacidad de peso llegue al máximo, espera que recorra un largo camino; pero si duplicas las baterías a bordo de un coche eléctrico, te preguntarás si podría moverse. Los autos eléctricos tienen muchas ventajas, especialmente porque a menor capacidad de combustible la falta de peso del motor marca la diferencia, pero ¿llevar tropas a través de un terreno hostil en una zona de guerra estéril cuando no se puede garantizar el reabastecimiento? Lo dudo.

Gran parte de esto hubiera sido mejor como (un par de) comentarios en la publicación del OP que como respuesta. Como tal, marcar un mod para convertirlo. ¿De dónde vino la "fuente de combustible nuclear"? ¿Por qué menciona eso? Sí, los protones se encuentran en el núcleo de un átomo, pero cada célula de su cuerpo tiene bombas de protones, su respuesta ofusca los problemas.
Nuestras flotas actuales de vehículos blindados ya requieren flotas cisterna, simplemente lo estoy adaptando al uso de vehículos eléctricos. La razón por la que el paquete de energía no está en el vehículo es porque es probable que sea demasiado voluminoso para llevarlo y necesitaría un camión separado.
Las baterías de flujo @Efialtes Redox tienen una densidad de energía al menos dos órdenes de magnitud menor que los combustibles de hidrocarburo. Necesitaremos una flota de camiones cisterna solo para mantener un tanque en funcionamiento.
@Alexander Abordé eso en la pregunta. Las baterías de flujo de Redbox están mejorando y ya han comenzado a alcanzar la paridad con las de iones de litio al menos en condiciones de laboratorio, por lo que estoy haciendo una estimación optimista de que podrían avanzar.
@Tantalus: La pregunta original tenía como premisa las fuentes nucleares. No veo ninguna razón por la que esta no sea una respuesta: la pregunta era sí o no, y sugiero que no.
¿Dónde, realmente dónde se mencionan las fuentes nucleares en la pregunta? La terminología como "nuclear" tiene implicaciones tan magnificadas en la mente del público en una variación extrema de la forma en que está escrita la pregunta, ¿a qué se refiere? Si una pregunta no está bien formulada, entonces tenemos el deber de comentarla al respecto, no de responderla.
@Efialtes "ya ha comenzado a alcanzar la paridad con li-ion al menos en condiciones de laboratorio"; lo siento, no veo eso en la pregunta. Puede agregar esa suposición de densidad de energía a la pregunta. Sin embargo, esta edición puede invalidar efectivamente la respuesta de Mike Serfas.
Si va a usar camiones cisterna llenos de combustible en cualquier caso, también podría usar los mismos combustibles que tanto el ejército como la industria han estado estandarizando durante el último siglo. Tiene que haber un beneficio claro y convincente para justificar el esfuerzo de cambiar.
@Cadence Puedo agregar los beneficios del cambio a mi respuesta, pero siento que restaría valor a la pregunta.
@Mike Serfas Gran respuesta, los problemas de densidad de potencia son la principal desventaja de los vehículos eléctricos. Mis suposiciones de densidad de potencia fueron bastante generosas considerando.
¿Serían buenas las baterías de flujo redox para el desarrollo de vehículos blindados totalmente eléctricos?
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