机械对未来能源的影响论文

1. 机械外骨骼需要什么样的能源？

机械外骨骼需要什么样的能源？

动力外骨骼的工程师和设计师面临的最大问题之一是电源。目前很少有足够能量密度的动力源来维持全身动力外骨骼超过几个小时。

不可充电的原电池 vs 可再充电的次生电池

原电池能量密度更高，并且其储存时间更长，但是当原电池耗尽时，必须将替换电池运输到现场以供使用。可充电电池可以重复使用，但可能需要将充电系统输送到现场，或者必须快速充电，或者耗尽的电池需要能够在现场换出，用已经缓慢充电的电池代替。在充电电池（例如锂）中使用的物质与电池损坏时的大气氧气之间可能发生化学反应，从而导致火灾或爆炸。

内燃机电源提供高能量输出，但它们通常闲置，或者继续以低功率水平运行，足以保持发动机运转，当不主动使用时，会持续消耗燃料。基于电池的电源能够更好地提供瞬时功率和调制功率; 当负荷需求停止时，储存的化学能量得到保存。没有空转的发动机是可能的，但是需要能量储存起动系统能够使发动机快速加速到全速运转，并且发动机必须非常可靠并且永远不会立即开始运转。

小型和轻型发动机通常必须高速运转以从小型发动机气缸容积中提取足够的能量，这两者都难以静音并且引起整个系统的振动。内燃机也可能变得非常热，这可能需要冷却系统或热屏蔽的额外重量。

诸如固体氧化物燃料电池（SOFC）之类的电化学燃料电池也可以当做电源，因为它们可以像电池一样产生瞬时能量并且在不需要时保存燃料源。它们也可以用液体燃料如甲醇轻易加油。然而，它们需要高温才能起作用; 600°C被认为是SOFC 的低工作温度。

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