以能源发电领域为例,简述未来高新技术对典型过程装备技术的需求和挑战。_百度问一问
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发布时间：2022-04-25 09:42
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时间：2023-11-13 01:32
摘要近年来，高比能可充电电池、太阳能电池、柔性电源、燃料电池及其他新能源技术快速进步，甚至呈现出爆发式发展的态势。这些动力与能源技术具有高度的军民两用性和军种通用性，其快速进步将带来装备形态、使用方式、部署模式的改变。主要体现在：高比能电池、小型便携式电源、能量回收技术有望打造能长期作战的超级士兵；燃料电池技术通用性强，可用于潜艇、战车及各种无人平台；无人干预充电，尤其是无线充电技术，将大幅提高作战无人平台的作战半径；太阳能、波浪能、海洋温差能、微生物燃料电池等新能源技术有望实现无人值守传感器的无限续航力。咨询记录 · 回答于2021-12-13以能源发电领域为例,简述未来高新技术对典型过程装备技术的需求和挑战。近年来，高比能可充电电池、太阳能电池、柔性电源、燃料电池及其他新能源技术快速进步，甚至呈现出爆发式发展的态势。这些动力与能源技术具有高度的军民两用性和军种通用性，其快速进步将带来装备形态、使用方式、部署模式的改变。主要体现在：高比能电池、小型便携式电源、能量回收技术有望打造能长期作战的超级士兵；燃料电池技术通用性强，可用于潜艇、战车及各种无人平台；无人干预充电，尤其是无线充电技术，将大幅提高作战无人平台的作战半径；太阳能、波浪能、海洋温差能、微生物燃料电池等新能源技术有望实现无人值守传感器的无限续航力。一、打造能长期作战的超级士兵新一代的士兵系统将装备功能更加完善的情报、监视、侦察系统，具备更快的通信、敌我识别等数据交互能力，使士兵能操控无人车和无人机，同时收集士兵心率、呼吸频率、血压、体温等健康状态数据，并能过滤空气和水，实现人体保暖和降温，为士兵提供必要的生命支持。美国国防部设想的未来士兵头盔将具备抬头显示、综合通信、空气过滤、夜视、光学侦察等功能；智能作战服（例如DARPA研发的“勇士织衣”）重量轻、柔韧性好，能通过小型传感器、功能结构件和致动器将负重分布于士兵全身，减轻负重对关节的损伤，同时带有生物传感器、实时健康检测、自主医药辅助等功能。这种新一代士兵系统的发展对士兵电源提出了更高的需求： 一是要发展更高比能、更高比功的电源， 包括一次电池、可充电电池、超级电容器，支持下一代武器、传感器、雷达和外骨骼的用电需求，同时延长战术任务时间，减轻士兵电源负重； 二是发展小型便携式电源， 包括小型燃料电池、便携式发电机、高效太阳能电池板，能利用战术燃料发电，提高远征作战的现场发电能力，提高战术作战自主性，减少对能源补给的需求； 三是发展能量回收系统， 回收士兵运动时膝盖、关节、肩膀等处的动能，回收因运动产生的静电力和压力发电，最大限度地降低能量损耗。未来士兵服装可由拉伸发电的纱线混纺而成，肩部、*可集成柔性光伏电池，腹部可装备多组轻量化高比能电池，大腿部装备小型燃料电池，并携带适量战术燃料，膝盖、关节、肩膀等还可装备动能回收系统，手套、背心前部可粘贴拉伸发电电容器贴片，由配电模块向作战服各处分配电能并监控用电、供电情况，形成未来士兵作战服的电源系统。士兵电源正在从单电池发展为包含柔性电源、便携式自发电、贴合人体能量回收的综合能源系统，趋势是更薄、更轻、更柔软。这些士兵电源能够有效延长士兵携带传感器、电子设备、通信系统的续航力，能够支持新一代武器、传感器、外骨骼，提*扰环境下的目标命中率、状态感知、多模式通信、毁伤目标的能力，还能在必要时为携带的小型无人机、无人车充电，提高无人平台的航程和续航时间。1、高比能蓄电池是支持下一代士兵高性能武器装备的重要手段，有望将士兵电池负重降低至1/4现有锂离子电池的正极主要使用磷酸锂铁、锰酸锂、三元材料，负极为石墨类材料，电池比能约100～200Wh/kg。美国陆军要求未来士兵电源的比能达到600～800Wh/kg，是目前的4～6倍。提高锂电池比能的思路主要有三条： 一是优化正极配方， 主要是调节正极中的Ni、Co、Mn、Al等元素配比，在保证安全性（主要是热稳定性和循环特性）的前提下逐步提高比能，这种渐进式发展思路预计可将电池比能提高至300Wh/kg。 二是优化负极结构， 重点是研发理论比容量达石墨10倍的硅负极，核心是通过包覆、嵌入和掺杂等手段，构建纳米硅碳复合材料、硅氧复合材料等，解决硅负极在充放电过程中的体积膨胀严重问题。 三是研发理论比能为锂离子电池6～12倍的锂金属负极电池， 包括锂硫电池和锂空气电池，但这种电池存在严重的金属锂枝晶问题，难以充放电，目前仍需通过硫元素封装、改进固体电解质、界面工程等方法改进，但仍是未来电源重要备选方案。美国陆军分析认为，对于一项72小时的士兵作战任务，硅负极锂离子电池可将电池重量降低至70%，锂硫电池可降低至30%，锂空气电池可降低15%。2、柔性可拉伸电源能跟随人体动作变形，有望通过纱线混纺或贴片粘贴，制成可发电、可储能的士兵服装柔性可拉伸电源主要包括柔性锂离子电池、柔性超级电容器和柔性太阳能电池。 柔性锂离子电池 可使用纸状、多孔、纤维、波浪等电极结构。纸状柔性电池是将电极材料成膜或涂覆在柔性纸状基底上，可制成电池贴片；多孔柔性电池是在柔性多孔框架上沉积电极材料，可用作服装中的填充物；纤维柔性电池可在棉质、聚酯质纤维上涂覆电极材料，或在多壁碳纳米管上添加电极材料后滚成纤维，再缠绕至弹性材料或自行盘绕成弹簧状纤维结构；波浪柔性电池是在预应变弹性基板上沉积电极材料，随后释放应变构成波浪形的可拉伸电极，也可用作电池贴片。 柔性超级电容器 可使用一维的纤维状结构，将电极捻在一起或逐层组装制成纤维，通过编织混纺制成服装，还可通过印刷、折叠等方式制造二维柔性超级电容器，贴附在皮肤、塑料、织物等表面。目前，柔性超级电容器的比电容一般为mF/cm2量级，比功约为mW/cm2量级，比能约为μWh/cm2量级，功率较低，可为LED灯、二极管、低功率人体传感器等供电。 有机聚合物太阳能电池，吸收不同波段的光，效率有望达到18%。图2 使用CNT柔性电极的纸状锂离子电池图3 纤维超级电容器编织到织物中3、小型便携式电源包括燃料电池和高效率太阳能电池板，可提高远征作战的现场发电能力便携式燃料电池正在从乙醇、甲醇重整逐步过渡至燃油重整或直接电子转移制氢发电，能量密度不断提高。美国Atrex已经研发出使用JP8无硫燃油的燃料电池，功率1.5kW，效率达到40%。高效率太阳能电池板也是提高士兵现场发电能力的重要手段。根据美国可再生能源实验室，目前的太阳能电池效率最高达到46%（四结、聚光），传统硅电池已经基本达到效率瓶颈。钙钛矿太阳能电池作为一种新型方案，制造成本低，从2009年发展至今实际效率已从3.8%增加至24.2%，钙钛矿-硅混合电池效率更是高达28%，超过硅电池水平（聚光单晶硅电池效率为27.6%）。钙钛矿太阳能电池是一种极有潜力的太阳能电池。除用作士兵携带的太阳能电池板外，钙钛矿太阳能电池还能制成半透明薄膜，用于战车玻璃涂层。4、人体能量回收系统正在从笨重的机电系统发展为可纺织的柔性纱线或贴片目前士兵装备的人体能量回收系统一般采用机电系统，装备在腿部、关节处。除了这些复杂、笨重的机械式能量回收系统外，还可采用摩擦纳米发电机、温差发电热电池、压电纳米发电机等，甚至构建综合能量回收体系，回收关节弯曲、穿衣、步行、呼吸等低频活动的动能，驱动人体生理信号传感器、LED显示器等低功耗小型电子设备。 柔性摩擦纳米发电机 （TENG）通过两种不同的聚合物/金属材料接触时的摩擦发电，可制成薄膜贴片或纤维织物。典型的柔性聚合物摩擦纳米发电机可产生约3V的电压，功率密度达1W/m2。利用弹性体电极和水凝胶电介质，还能制成可拉伸10倍的摩擦纳米发电机。使用3D打印图案化的聚乳酸-石墨烯-特氟龙薄膜，通过简单的拍手动作，就能将发电电压提高至3kV，可用于3米范围内的无线充电。热电池利用人体与环境的温差发电，可利用太阳能吸收器将温差扩大到20℃，已经能产生约0.05～0.7伏、0.3～4.4微瓦的电能。 柔性压电纳米发电机 （PENG）通过在外力下破坏晶体结构的中心对称性，形成压电势，但目前功率较低，约1mW/m2，输出电压约1～3V，可通过平行或纵向排列大量纳米线增大功率。二、燃料电池技术通用性强，可用于常规潜艇、战车、无人平
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摘要近年来，高比能可充电电池、太阳能电池、柔性电源、燃料电池及其他新能源技术快速进步，甚至呈现出爆发式发展的态势。这些动力与能源技术具有高度的军民两用性和军种通用性，其快速进步将带来装备形态、使用方式、部署模式的改变。主要体现在：高比能电池、小型便携式电源、能量回收技术有望打造能长期作战的超级士兵；燃料电池技术通用性强，可用于潜艇、战车及各种无人平台；无人干预充电，尤其是无线充电技术，将大幅提高作战无人平台的作战半径；太阳能、波浪能、海洋温差能、微生物燃料电池等新能源技术有望实现无人值守传感器的无限续航力。咨询记录 · 回答于2021-12-13以能源发电领域为例,简述未来高新技术对典型过程装备技术的需求和挑战。近年来，高比能可充电电池、太阳能电池、柔性电源、燃料电池及其他新能源技术快速进步，甚至呈现出爆发式发展的态势。这些动力与能源技术具有高度的军民两用性和军种通用性，其快速进步将带来装备形态、使用方式、部署模式的改变。主要体现在：高比能电池、小型便携式电源、能量回收技术有望打造能长期作战的超级士兵；燃料电池技术通用性强，可用于潜艇、战车及各种无人平台；无人干预充电，尤其是无线充电技术，将大幅提高作战无人平台的作战半径；太阳能、波浪能、海洋温差能、微生物燃料电池等新能源技术有望实现无人值守传感器的无限续航力。一、打造能长期作战的超级士兵新一代的士兵系统将装备功能更加完善的情报、监视、侦察系统，具备更快的通信、敌我识别等数据交互能力，使士兵能操控无人车和无人机，同时收集士兵心率、呼吸频率、血压、体温等健康状态数据，并能过滤空气和水，实现人体保暖和降温，为士兵提供必要的生命支持。美国国防部设想的未来士兵头盔将具备抬头显示、综合通信、空气过滤、夜视、光学侦察等功能；智能作战服（例如DARPA研发的“勇士织衣”）重量轻、柔韧性好，能通过小型传感器、功能结构件和致动器将负重分布于士兵全身，减轻负重对关节的损伤，同时带有生物传感器、实时健康检测、自主医药辅助等功能。这种新一代士兵系统的发展对士兵电源提出了更高的需求： 一是要发展更高比能、更高比功的电源， 包括一次电池、可充电电池、超级电容器，支持下一代武器、传感器、雷达和外骨骼的用电需求，同时延长战术任务时间，减轻士兵电源负重； 二是发展小型便携式电源， 包括小型燃料电池、便携式发电机、高效太阳能电池板，能利用战术燃料发电，提高远征作战的现场发电能力，提高战术作战自主性，减少对能源补给的需求； 三是发展能量回收系统， 回收士兵运动时膝盖、关节、肩膀等处的动能，回收因运动产生的静电力和压力发电，最大限度地降低能量损耗。未来士兵服装可由拉伸发电的纱线混纺而成，肩部、*可集成柔性光伏电池，腹部可装备多组轻量化高比能电池，大腿部装备小型燃料电池，并携带适量战术燃料，膝盖、关节、肩膀等还可装备动能回收系统，手套、背心前部可粘贴拉伸发电电容器贴片，由配电模块向作战服各处分配电能并监控用电、供电情况，形成未来士兵作战服的电源系统。士兵电源正在从单电池发展为包含柔性电源、便携式自发电、贴合人体能量回收的综合能源系统，趋势是更薄、更轻、更柔软。这些士兵电源能够有效延长士兵携带传感器、电子设备、通信系统的续航力，能够支持新一代武器、传感器、外骨骼，提*扰环境下的目标命中率、状态感知、多模式通信、毁伤目标的能力，还能在必要时为携带的小型无人机、无人车充电，提高无人平台的航程和续航时间。1、高比能蓄电池是支持下一代士兵高性能武器装备的重要手段，有望将士兵电池负重降低至1/4现有锂离子电池的正极主要使用磷酸锂铁、锰酸锂、三元材料，负极为石墨类材料，电池比能约100～200Wh/kg。美国陆军要求未来士兵电源的比能达到600～800Wh/kg，是目前的4～6倍。提高锂电池比能的思路主要有三条： 一是优化正极配方， 主要是调节正极中的Ni、Co、Mn、Al等元素配比，在保证安全性（主要是热稳定性和循环特性）的前提下逐步提高比能，这种渐进式发展思路预计可将电池比能提高至300Wh/kg。 二是优化负极结构， 重点是研发理论比容量达石墨10倍的硅负极，核心是通过包覆、嵌入和掺杂等手段，构建纳米硅碳复合材料、硅氧复合材料等，解决硅负极在充放电过程中的体积膨胀严重问题。 三是研发理论比能为锂离子电池6～12倍的锂金属负极电池， 包括锂硫电池和锂空气电池，但这种电池存在严重的金属锂枝晶问题，难以充放电，目前仍需通过硫元素封装、改进固体电解质、界面工程等方法改进，但仍是未来电源重要备选方案。美国陆军分析认为，对于一项72小时的士兵作战任务，硅负极锂离子电池可将电池重量降低至70%，锂硫电池可降低至30%，锂空气电池可降低15%。2、柔性可拉伸电源能跟随人体动作变形，有望通过纱线混纺或贴片粘贴，制成可发电、可储能的士兵服装柔性可拉伸电源主要包括柔性锂离子电池、柔性超级电容器和柔性太阳能电池。 柔性锂离子电池 可使用纸状、多孔、纤维、波浪等电极结构。纸状柔性电池是将电极材料成膜或涂覆在柔性纸状基底上，可制成电池贴片；多孔柔性电池是在柔性多孔框架上沉积电极材料，可用作服装中的填充物；纤维柔性电池可在棉质、聚酯质纤维上涂覆电极材料，或在多壁碳纳米管上添加电极材料后滚成纤维，再缠绕至弹性材料或自行盘绕成弹簧状纤维结构；波浪柔性电池是在预应变弹性基板上沉积电极材料，随后释放应变构成波浪形的可拉伸电极，也可用作电池贴片。 柔性超级电容器 可使用一维的纤维状结构，将电极捻在一起或逐层组装制成纤维，通过编织混纺制成服装，还可通过印刷、折叠等方式制造二维柔性超级电容器，贴附在皮肤、塑料、织物等表面。目前，柔性超级电容器的比电容一般为mF/cm2量级，比功约为mW/cm2量级，比能约为μWh/cm2量级，功率较低，可为LED灯、二极管、低功率人体传感器等供电。 有机聚合物太阳能电池，吸收不同波段的光，效率有望达到18%。图2 使用CNT柔性电极的纸状锂离子电池图3 纤维超级电容器编织到织物中3、小型便携式电源包括燃料电池和高效率太阳能电池板，可提高远征作战的现场发电能力便携式燃料电池正在从乙醇、甲醇重整逐步过渡至燃油重整或直接电子转移制氢发电，能量密度不断提高。美国Atrex已经研发出使用JP8无硫燃油的燃料电池，功率1.5kW，效率达到40%。高效率太阳能电池板也是提高士兵现场发电能力的重要手段。根据美国可再生能源实验室，目前的太阳能电池效率最高达到46%（四结、聚光），传统硅电池已经基本达到效率瓶颈。钙钛矿太阳能电池作为一种新型方案，制造成本低，从2009年发展至今实际效率已从3.8%增加至24.2%，钙钛矿-硅混合电池效率更是高达28%，超过硅电池水平（聚光单晶硅电池效率为27.6%）。钙钛矿太阳能电池是一种极有潜力的太阳能电池。除用作士兵携带的太阳能电池板外，钙钛矿太阳能电池还能制成半透明薄膜，用于战车玻璃涂层。4、人体能量回收系统正在从笨重的机电系统发展为可纺织的柔性纱线或贴片目前士兵装备的人体能量回收系统一般采用机电系统，装备在腿部、关节处。除了这些复杂、笨重的机械式能量回收系统外，还可采用摩擦纳米发电机、温差发电热电池、压电纳米发电机等，甚至构建综合能量回收体系，回收关节弯曲、穿衣、步行、呼吸等低频活动的动能，驱动人体生理信号传感器、LED显示器等低功耗小型电子设备。 柔性摩擦纳米发电机 （TENG）通过两种不同的聚合物/金属材料接触时的摩擦发电，可制成薄膜贴片或纤维织物。典型的柔性聚合物摩擦纳米发电机可产生约3V的电压，功率密度达1W/m2。利用弹性体电极和水凝胶电介质，还能制成可拉伸10倍的摩擦纳米发电机。使用3D打印图案化的聚乳酸-石墨烯-特氟龙薄膜，通过简单的拍手动作，就能将发电电压提高至3kV，可用于3米范围内的无线充电。热电池利用人体与环境的温差发电，可利用太阳能吸收器将温差扩大到20℃，已经能产生约0.05～0.7伏、0.3～4.4微瓦的电能。 柔性压电纳米发电机 （PENG）通过在外力下破坏晶体结构的中心对称性，形成压电势，但目前功率较低，约1mW/m2，输出电压约1～3V，可通过平行或纵向排列大量纳米线增大功率。二、燃料电池技术通用性强，可用于常规潜艇、战车、无人平
热心网友
时间：2023-11-13 01:32
摘要近年来，高比能可充电电池、太阳能电池、柔性电源、燃料电池及其他新能源技术快速进步，甚至呈现出爆发式发展的态势。这些动力与能源技术具有高度的军民两用性和军种通用性，其快速进步将带来装备形态、使用方式、部署模式的改变。主要体现在：高比能电池、小型便携式电源、能量回收技术有望打造能长期作战的超级士兵；燃料电池技术通用性强，可用于潜艇、战车及各种无人平台；无人干预充电，尤其是无线充电技术，将大幅提高作战无人平台的作战半径；太阳能、波浪能、海洋温差能、微生物燃料电池等新能源技术有望实现无人值守传感器的无限续航力。咨询记录 · 回答于2021-12-13以能源发电领域为例,简述未来高新技术对典型过程装备技术的需求和挑战。近年来，高比能可充电电池、太阳能电池、柔性电源、燃料电池及其他新能源技术快速进步，甚至呈现出爆发式发展的态势。这些动力与能源技术具有高度的军民两用性和军种通用性，其快速进步将带来装备形态、使用方式、部署模式的改变。主要体现在：高比能电池、小型便携式电源、能量回收技术有望打造能长期作战的超级士兵；燃料电池技术通用性强，可用于潜艇、战车及各种无人平台；无人干预充电，尤其是无线充电技术，将大幅提高作战无人平台的作战半径；太阳能、波浪能、海洋温差能、微生物燃料电池等新能源技术有望实现无人值守传感器的无限续航力。一、打造能长期作战的超级士兵新一代的士兵系统将装备功能更加完善的情报、监视、侦察系统，具备更快的通信、敌我识别等数据交互能力，使士兵能操控无人车和无人机，同时收集士兵心率、呼吸频率、血压、体温等健康状态数据，并能过滤空气和水，实现人体保暖和降温，为士兵提供必要的生命支持。美国国防部设想的未来士兵头盔将具备抬头显示、综合通信、空气过滤、夜视、光学侦察等功能；智能作战服（例如DARPA研发的“勇士织衣”）重量轻、柔韧性好，能通过小型传感器、功能结构件和致动器将负重分布于士兵全身，减轻负重对关节的损伤，同时带有生物传感器、实时健康检测、自主医药辅助等功能。这种新一代士兵系统的发展对士兵电源提出了更高的需求： 一是要发展更高比能、更高比功的电源， 包括一次电池、可充电电池、超级电容器，支持下一代武器、传感器、雷达和外骨骼的用电需求，同时延长战术任务时间，减轻士兵电源负重； 二是发展小型便携式电源， 包括小型燃料电池、便携式发电机、高效太阳能电池板，能利用战术燃料发电，提高远征作战的现场发电能力，提高战术作战自主性，减少对能源补给的需求； 三是发展能量回收系统， 回收士兵运动时膝盖、关节、肩膀等处的动能，回收因运动产生的静电力和压力发电，最大限度地降低能量损耗。未来士兵服装可由拉伸发电的纱线混纺而成，肩部、*可集成柔性光伏电池，腹部可装备多组轻量化高比能电池，大腿部装备小型燃料电池，并携带适量战术燃料，膝盖、关节、肩膀等还可装备动能回收系统，手套、背心前部可粘贴拉伸发电电容器贴片，由配电模块向作战服各处分配电能并监控用电、供电情况，形成未来士兵作战服的电源系统。士兵电源正在从单电池发展为包含柔性电源、便携式自发电、贴合人体能量回收的综合能源系统，趋势是更薄、更轻、更柔软。这些士兵电源能够有效延长士兵携带传感器、电子设备、通信系统的续航力，能够支持新一代武器、传感器、外骨骼，提*扰环境下的目标命中率、状态感知、多模式通信、毁伤目标的能力，还能在必要时为携带的小型无人机、无人车充电，提高无人平台的航程和续航时间。1、高比能蓄电池是支持下一代士兵高性能武器装备的重要手段，有望将士兵电池负重降低至1/4现有锂离子电池的正极主要使用磷酸锂铁、锰酸锂、三元材料，负极为石墨类材料，电池比能约100～200Wh/kg。美国陆军要求未来士兵电源的比能达到600～800Wh/kg，是目前的4～6倍。提高锂电池比能的思路主要有三条： 一是优化正极配方， 主要是调节正极中的Ni、Co、Mn、Al等元素配比，在保证安全性（主要是热稳定性和循环特性）的前提下逐步提高比能，这种渐进式发展思路预计可将电池比能提高至300Wh/kg。 二是优化负极结构， 重点是研发理论比容量达石墨10倍的硅负极，核心是通过包覆、嵌入和掺杂等手段，构建纳米硅碳复合材料、硅氧复合材料等，解决硅负极在充放电过程中的体积膨胀严重问题。 三是研发理论比能为锂离子电池6～12倍的锂金属负极电池， 包括锂硫电池和锂空气电池，但这种电池存在严重的金属锂枝晶问题，难以充放电，目前仍需通过硫元素封装、改进固体电解质、界面工程等方法改进，但仍是未来电源重要备选方案。美国陆军分析认为，对于一项72小时的士兵作战任务，硅负极锂离子电池可将电池重量降低至70%，锂硫电池可降低至30%，锂空气电池可降低15%。2、柔性可拉伸电源能跟随人体动作变形，有望通过纱线混纺或贴片粘贴，制成可发电、可储能的士兵服装柔性可拉伸电源主要包括柔性锂离子电池、柔性超级电容器和柔性太阳能电池。 柔性锂离子电池 可使用纸状、多孔、纤维、波浪等电极结构。纸状柔性电池是将电极材料成膜或涂覆在柔性纸状基底上，可制成电池贴片；多孔柔性电池是在柔性多孔框架上沉积电极材料，可用作服装中的填充物；纤维柔性电池可在棉质、聚酯质纤维上涂覆电极材料，或在多壁碳纳米管上添加电极材料后滚成纤维，再缠绕至弹性材料或自行盘绕成弹簧状纤维结构；波浪柔性电池是在预应变弹性基板上沉积电极材料，随后释放应变构成波浪形的可拉伸电极，也可用作电池贴片。 柔性超级电容器 可使用一维的纤维状结构，将电极捻在一起或逐层组装制成纤维，通过编织混纺制成服装，还可通过印刷、折叠等方式制造二维柔性超级电容器，贴附在皮肤、塑料、织物等表面。目前，柔性超级电容器的比电容一般为mF/cm2量级，比功约为mW/cm2量级，比能约为μWh/cm2量级，功率较低，可为LED灯、二极管、低功率人体传感器等供电。 有机聚合物太阳能电池，吸收不同波段的光，效率有望达到18%。图2 使用CNT柔性电极的纸状锂离子电池图3 纤维超级电容器编织到织物中3、小型便携式电源包括燃料电池和高效率太阳能电池板，可提高远征作战的现场发电能力便携式燃料电池正在从乙醇、甲醇重整逐步过渡至燃油重整或直接电子转移制氢发电，能量密度不断提高。美国Atrex已经研发出使用JP8无硫燃油的燃料电池，功率1.5kW，效率达到40%。高效率太阳能电池板也是提高士兵现场发电能力的重要手段。根据美国可再生能源实验室，目前的太阳能电池效率最高达到46%（四结、聚光），传统硅电池已经基本达到效率瓶颈。钙钛矿太阳能电池作为一种新型方案，制造成本低，从2009年发展至今实际效率已从3.8%增加至24.2%，钙钛矿-硅混合电池效率更是高达28%，超过硅电池水平（聚光单晶硅电池效率为27.6%）。钙钛矿太阳能电池是一种极有潜力的太阳能电池。除用作士兵携带的太阳能电池板外，钙钛矿太阳能电池还能制成半透明薄膜，用于战车玻璃涂层。4、人体能量回收系统正在从笨重的机电系统发展为可纺织的柔性纱线或贴片目前士兵装备的人体能量回收系统一般采用机电系统，装备在腿部、关节处。除了这些复杂、笨重的机械式能量回收系统外，还可采用摩擦纳米发电机、温差发电热电池、压电纳米发电机等，甚至构建综合能量回收体系，回收关节弯曲、穿衣、步行、呼吸等低频活动的动能，驱动人体生理信号传感器、LED显示器等低功耗小型电子设备。 柔性摩擦纳米发电机 （TENG）通过两种不同的聚合物/金属材料接触时的摩擦发电，可制成薄膜贴片或纤维织物。典型的柔性聚合物摩擦纳米发电机可产生约3V的电压，功率密度达1W/m2。利用弹性体电极和水凝胶电介质，还能制成可拉伸10倍的摩擦纳米发电机。使用3D打印图案化的聚乳酸-石墨烯-特氟龙薄膜，通过简单的拍手动作，就能将发电电压提高至3kV，可用于3米范围内的无线充电。热电池利用人体与环境的温差发电，可利用太阳能吸收器将温差扩大到20℃，已经能产生约0.05～0.7伏、0.3～4.4微瓦的电能。 柔性压电纳米发电机 （PENG）通过在外力下破坏晶体结构的中心对称性，形成压电势，但目前功率较低，约1mW/m2，输出电压约1～3V，可通过平行或纵向排列大量纳米线增大功率。二、燃料电池技术通用性强，可用于常规潜艇、战车、无人平
