Células de Combustible pequeñas, portátiles, ligeras, resistentes y duraderas

Cuando la infantería a pie ataca posiciones enemigas fortificadas, recibe fuego hostil o se mueve para encontrar las mejores posiciones, la “vida de las baterías” puede determinar el éxito o el fracaso de la misión e incluso la vida o la muerte.

Los soldados desplegados a vanguardia pueden no tener acceso rápido a la recarga de baterías necesarias para alimentar la visión nocturna, las radios, los pequeños sensores, los controles de los aviones teledirigidos y otros artículos esenciales para el combate. Sin la energía de las baterías los soldados podrían verse obligados a retroceder o, lo que es aún más importante, se volverían mucho más vulnerables al fuego enemigo.

Huelga decir que los soldados que se desplazan a pie, necesitan equipos eléctricos ligeros para las comunicaciones, el intercambio de datos, el rastreo de enemigos, la persecución de objetivos y algunas armas. Por lo tanto, durante muchos años los desarrolladores de armas del Ejército se han centrado en “aligerar la carga” de los soldados para aumentar la rapidez, la resistencia y la funcionalidad en el combate; este esfuerzo de gran alcance incluye desde botas, chalecos antibalas, cinturones, mochilas, mochilas, uniformes hasta armamento más ligero.

Es dentro de este contexto más amplio, en el que el Laboratorio de Investigación del Ejército (ARL) está financiando a la Universidad de Cornell para que diseñe Células de Combustible pequeñas, portátiles, ligeras, resistentes y duraderas para producir electricidad, dijo el El Dr. Purush Iyer, de la Oficina de Investigación del Ejército en relación con la Investigación de Inteligencia Artificial y de Células de Combustible (AI & Fuel Cells Research) de la Universidad de Cornell, según le dijo a Warrior.

Iyer explicó cómo los científicos están trabajando intensamente para fabricar las nuevas pilas de combustible para los soldados en combate. Ya existen estas pilar un formato mayor. Por ejemplo, las que se están integrando en las “Unidades de potencia auxiliares” de los tanques Abrams. De una manera bastante similar a las más pequeñas que se están desarrollando actualmente, estas grandes se están integrando para mejorar y ampliar el rendimiento de los sensores, las armas, la electrónica de a bordo y los sistemas informáticos del Abram. Al igual que muchos vehículos blindados de combate, los tanques Abrams son muy dependientes de la energía y la modernización de rápido crecimiento está requiriendo cada vez más que el vehículo genere más energía eléctrica.

Este nuevo proyecto, sin embargo, es muy diferente; se centra en un nuevo proyecto de ingeniería de celdas de combustible completamente nuevas. La mayoría de las existentes, explicó Iyer, se crean ahora oxidando el hidrógeno para generar electricidad. El nuevo método, que según Iyer podría estar a más de cinco años de estar operativo, reemplaza al Hidrógeno por Metanol.

“Estamos buscando alternativas a la oxidación de las pilas de combustible de hidrógeno y buscando materiales que actúen como catalizadores en la oxidación del metanol. Cuando el hidrógeno se oxida, es mucho más difícil de controlar que el metanol. Cuando el metanol se oxida, produce energía”, dijo Iyer a Warrior.

En resumen, los científicos están usando técnicas avanzadas para encontrar los nuevos materiales más adecuados para producir “aleaciones”, explicó Iyer, sustancias fabricadas mediante la combinación y mezcla de metales y objetos no metálicos, que son esenciales para la construcción de celdas de combustible.

“El aspecto sorprendente de esto es que, la IA y el aprendizaje automático pueden jugar un papel importante”, dijo Iyer.

La búsqueda para discernir nuevos materiales ideales, mediante el análisis de cómo cambian las propiedades, requiere cantidades masivas de obtención de datos – una circunstancia que ahora es posible gracias a la rápida evolución de las aplicaciones de la Inteligencia Artificial, explicó Iyer. La toma y el análisis de enormes volúmenes de datos microscópicos es un proceso largo, laborioso y complejo.

“La IA se usa para buscar en los datos e identificar los grandes cambios en las propiedades. Si lo haces a ciegas, te llevará una cantidad de tiempo exponencial. Se dispone de estos datos, que son voluminosos y tardan meses en ser examinados por un científico de materiales”, explicó Iyer. El proceso en curso se basa en una amplia colaboración entre científicos y expertos en IA, que estudian cómo resolver los problemas de volumen de datos mediante su uso.

La AI puede tomar un gráfico de los datos y “averiguar dónde están los picos y valles”, esencialmente señalando los cambios y fluctuaciones en los materiales para encontrar las “propiedades” más adecuadas para la construcción de nuevas aleaciones necesarias para la construcción de pilas de combustible. Esto es de enorme importancia para el proceso de descubrimiento actual, ya que la IA es conocida por tener un sistema de obtención de nueva información a una velocidad vertiginosa, y por compararla instantáneamente con una vasta o aparentemente ilimitada base de datos, para encontrar momentos de relevancia, realizar análisis en tiempo real y resolver problemas complejos.

Por lo tanto, la identificación de momentos de diferencia y el discernimiento de patrones pertinentes es esencial para encontrar las propiedades necesarias del material. El uso de la IA optimiza exponencialmente la búsqueda de nuevos materiales.

Fte. Warrior Maven