“超級電池”技術取得突破性進展

2015年10月30日 17:28 PM

英國《金融時報》科學編輯 克萊夫•庫克森 報道

 

“超級電池”技術取得突破性進展

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劍橋大學(Cambridge University)

在電化學領域的一項突破,或將催生可充電的超級電池。

 

這種電池在給定空間內存儲的能量

是目前最好電池的五倍,

可大大拓展電動汽車的續航里程,

並可能大幅改觀電力存儲的經濟效益。

 

化學教授克萊爾•格雷(Clare Grey)

和她的團隊攻剋了鋰空氣電池開發中的技術難關。

 

理論上說,

只有這種電池能讓電動汽車

在不必攜帶巨大而笨重的電池組的情況下,

擁有可媲美汽油車及柴油車的續航里程。

 

如果能把該技術從實驗室的演示品轉變為商品,

將令汽車只充一次電就能從倫敦駛到愛丁堡

(約合648公里——譯者註),

所用電池的成本和重量

卻只有今日電動汽車所用鋰離子電池的五分之一。

 

格雷教授表示:

“我們取得的成就使這項技術向前邁出了重要一步,

預示著全新的研究領域。

 

我們仍未全盤解決這一化學機制所固有的問題,

但我們的成果確實揭示了前行的道路。”

 

和目前的可充電電池中盛行的鋰離子技術相比,

鋰空氣電池理論上擁有巨大的優勢

——其能量密度可能要高10倍

——以至於全球的研究人員都在開展鋰空氣電池的研究。

 

發表在《科學》(Science)期刊上的一篇研究論文顯示,

劍橋的這個團隊攻剋了這種技術中的部分實際問題

——尤其是化學上的不穩定問題。

 

在此之前,由於這種化學上的不穩定,

鋰空氣電池會顯示出性能迅速衰退的現象。

 

鋰空氣電池的基本化學原理十分簡單。

這種電池通過鋰和氧結合成過氧化鋰實現放電,

再通過施加電流逆轉這一過程而完成充電。

 

而如何可靠地令上述反應在許多周期內反復發生,

則是該技術面臨的挑戰。

 

劍橋的科學家對相關化學過程做了調整,以提高其可控性。

 

比如,他們將過氧化鋰轉變為更易處理的氫氧化鋰,

還向系統中添加了碘化鋰,

並用石墨烯製作了滲透性極好的“蓬鬆”電極。

 

所謂石墨烯

是12年前曼徹斯特大學(Manchester University)

發現的一種碳的同素異形體。

 

研究人員表示,

劍橋實驗室中展示的電池系統效率達90%,

可充電2000次。

 

不過他們表示,可能至少還需10年的工作,

才能將該電池變為可用於汽車和電網蓄電的商業電池。

 

電網蓄電裝置用於存儲太陽能和風能發電站間歇發出的電力,

以便在需要的時候使用。

 

格雷教授表示:

我們獲得了該技術的專利,

其知識產權歸劍橋大學商業化機構

劍橋實業(Cambridge Enterprise)所有。

我們正與多家公司合作推進這項技術。”

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