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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