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储能革命:加快新型电池研究步伐

2013-04-10 09:51
络遇
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  电池是一种极其重要的技术,现代生活离开电池将无法想象。但很多工程师认为目前电池的性能不尽人意,其性能依然具有很大的提升空间。如果能以合理的价格生产出性能更好的电池,不仅能使内燃机成为多余,而且也能使人类广泛利用风能和太阳能,引领人类进入零排放燃料时代。诚如此,确实将是一场绿色能源革命。然而,人类对这场革命的期待已经太久。期待时间越久,人们就越怀疑它是否会真正发生。

  2012年12月,美国成立的国家级“能源存贮研究联合中心”,希望能证明怀疑论者是错误的。该中心聚集了美国能源部下属的5个国家级实验室、5所大学和4家私营公司从事能源研究的顶尖科学家。时任美国能源部长朱棣文指出:“这是一个世界一流科学家和一流公司组成的合作团队,他们将确保世界最先进的电池技术在这里研发出来并在美国生产。”此举是继日本之后第二个由政府主导、产学研合作组建有形实体的国家级动力电池研发机构,是美国政府着力推动先进动力电池发展的一项重大举措。

  据《经济学人》杂志报道,该中心最近获得了美国能源部提供的1.2亿美元研究经费,其目标非常宏伟——在未来5年内使电池容量增加到5倍,成本降为五分之一。

  积极的探索方案

  克瑞斯·普佩克是美国阿尔贡国家实验室的一位工业化学家,他很坚定地在空中晃动着一个装有白色粉末的试管。普佩克的同事只需少量粉末,便能分析出它是否有潜力成为电池研究领域可采用的最新材料。普佩克博士的工作职责就是确定新材料是否具备转化为实际应用的潜力。简言之,就是发现具有合适属性的新材料用以制造价廉且能批量生产的电池,并将具有潜力的新材料转给工业界进行测试。他和同事们希望至少发现一种能引发一场革命的新材料。

  大多数电池——从最初用于发动汽车的笨拙铅酸蓄电池,到现在为电子书读写器、手表等提供动力的造型优美的小型锂电池——都必备三个部件:两个电极(阳极和阴极)和电解质(包括固态、液态和气态三种形态)。而开发新型电池的技巧,就是深入探究上述三个部件的材料,致力于优化电池性能和降低成本。普佩克手中的白色粉末就是此类新型材料中的一种。

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