Thắp Sáng Tương Lai: Lưu Trữ Hydro Rắn Cho Các Nền Tảng Quân Sự

Thắp Sáng Tương Lai: Lưu Trữ Hydro Rắn Cho Các Nền Tảng Quân Sự

Bộ Quốc phòng Canada (DND) và Lực lượng Vũ trang Canada (CAF) đang tìm kiếm các giải pháp tiên tiến về lưu trữ hydro rắn để giảm phát thải các phương tiện quân sự trên mặt đất, đồng thời đảm bảo an toàn và độ tin cậy trong vận hành. Mục tiêu là tích hợp hệ thống lưu trữ hydro vào hậu cần quân sự, cho phép các phương tiện của Quân đội Canada tiếp nhiên liệu và bảo dưỡng tại hiện trường. Những thách thức chính bao gồm dung tích lưu trữ, trọng lượng và độ bền.

Hỗ trợ tài chính qua IDEaS

Chương trình IDEaS cung cấp nguồn vốn phát triển theo từng giai đoạn tùy thuộc mức độ sẵn sàng công nghệ (TRL):

• TRL 1-3 (giai đoạn đầu): Lên đến 250.000 USD trong tối đa 6 tháng cho phát triển giải pháp ban đầu.

• TRL 4-5 (giai đoạn thiết kế): Lên đến 1,5 triệu USD trong tối đa 12 tháng.

• TRL 6-9 (giai đoạn chế tạo): Lên đến 5 triệu USD để xây dựng và thử nghiệm nguyên mẫu trong môi trường thực tế.

Các nhà đổi mới ở mọi giai đoạn đều được khuyến khích tham gia. Giải pháp đạt TRL cao hơn có thể nhận thêm nguồn vốn cho giai đoạn tiếp theo.

Bối cảnh

CAF và NATO đặt mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Trong khi các đội xe thương mại đang chuyển sang nền tảng không phát thải, các nền tảng quân sự (tàu, máy bay, xe thiết giáp) đối mặt với nhiều thách thức:

• Mật độ năng lượng hạn chế của nhiên liệu tái tạo.

• Yêu cầu cơ sở hạ tầng lớn.

• Vấn đề an toàn, chi phí và triển khai của các nhiên liệu thay thế như ammonia, methanol, ethanol, sinh khối.

Các phương tiện quân sự dùng pin và hydro gặp thêm trở ngại. Pin cần hạ tầng sạc rộng khắp, khó triển khai trong vùng chiến sự. Lưu trữ hydro thông thường yêu cầu nén áp suất cao (350–700 bar) hoặc làm lạnh sâu (-253°C), rất khó áp dụng trong môi trường tác chiến.

Kết quả cần đạt

Giải pháp lưu trữ hydro rắn phải:

• Lưu trữ và vận chuyển hydro an toàn trong môi trường khắc nghiệt (-45°C đến 50°C), không độc, không dễ cháy và chịu lực tốt.

• Đạt mật độ năng lượng tối thiểu 500 Wh/L.

• Có khả năng mở rộng, duy trì thời gian tiếp nhiên liệu khi hệ thống lớn hơn.

• Chịu được lực cơ học, xoắn, rung, và va chạm từ vật thể hay nổ mà không hư hại nghiêm trọng.

Kết quả mong muốn

Các tính năng bổ sung gồm:

• Ứng dụng đa nền tảng (tàu, máy bay, xe mặt đất).

• Mật độ năng lượng cao hơn pin hiện tại (250–500 Wh/kg, 700 Wh/L).

• Thiết kế linh hoạt theo nhiều hình dạng và kích thước.

• Chi phí hợp lý, rẻ hơn chi phí lưu trữ hydro hiện tại (10–16 USD/kg).

• Thiết kế bền bỉ, ít bộ phận cơ học và điện tử để giảm rủi ro hỏng hóc.

Lưu trữ hydro rắn là bước tiến chiến lược cho quá trình giảm phát thải quân sự, kết hợp an toàn, hiệu quả và đa năng để trang bị năng lượng cho thế hệ phương tiện tác chiến tiếp theo.