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    電池問題不應忽視的三個重點

    發布時間 : 2017-06-10 瀏覽次數 : 2108

    “這些年來,每一項技術都有進步,唯獨電池例外!怎么就沒人能發明出更好的電池呢?”最近似乎總能聽到這樣的,但從事實的角度說,在談論電池的問題時,電子產品愛好者們總是忽略了三個重點。

    第一點:你最容易想到的電池,恐怕只是手機或筆記本電腦上用的那種。不過,正如許多科學家所指出的,對于很多更加重要的問題,比如能源、交通、氣候變化,電池也是解決方案中的關鍵所在。

    比如說,如今的電動汽車只占到美國新車銷售量的1%。一個原因是它們的使用成本要高于燃油車。另一個就是里程焦慮——消費者十分害怕在離家很遠的地方電動汽車突然沒電。目前研究者正在開發的成本更低廉、容量更大的電池,正是為了解決以上兩個問題。

    然后是電網。電力不比自來水,一直候在水管里,只等你打開水龍頭。在你打開一盞臺燈時,所需的電力一定是在此刻實時生成的。因此,供電單位每天都要應對能源需求的巨大波動。夜間時分,所有人都已入睡,用電需求幾乎下降至零;而下午5點,人們紛紛下班回家時,則會迎來用電高峰。實際上,電力公司常年維護著一批成本高昂、效率低下、使用頻度極低的備用發電廠(“尖峰負載發電廠”),就是為了處理需求的不定期激增,比如熱浪期間的情況。

    接入電網的電池能夠平衡這些雜亂的波動。也許更重要的是,電網電池可以在太陽當空時存儲太陽能發出的電力,在大風刮起時存儲風能發出的電力,供我們需要時使用。畢竟迄今為止,我們還沒法讓太陽和風配合我們的生活作息時間。

    為人們所忽略的第二點:我們的抱怨往往是沖著電池容量去的,即我們的電子產品需要多久充一次電。但事實上,容量(能量密度)只是電池行業著力提升的諸多方面之一而已。

    我們還希望這些電池價格便宜、廢棄后對環境無害、使用壽命長(能夠反復充電幾千次)、體積小巧、輕盈(尤其是電動汽車用的電池)、使用安全。一部自行爆炸的手機,足以毀掉你一整天的心情,三星已經為我們提供了例證。

    總的來說,一塊電池不可能兼顧以上的所有優點。但話說回來,我們也并不總是需要所有的優點。比如說電網電池,就沒必要做得便攜小巧。那么這個領域就可以對其他電池種類敞開大門,比如液流電池:這種電池里有數個巨大容器,里面存儲著不同的化學溶液,溶液進入一個反應容器中交錯流動釋放電能。

    又或者飛輪電池:使用鋼等材料制成多枚重達上千磅的碟片,在夜里,能源價格較低的時候,用電力驅動它們在無摩擦的腔室內(利用磁鐵懸浮在真空中)以每分鐘數千次的速度旋轉,到了白天,工程師便可將它們所儲存的動能以電力的形式重新釋放出來。

    第三個重點:數十年來,電池一直在不斷進步。我們之所以沒有注意到這一點,是因為在此期間,我們的設備也一直在變得越來越快,越來越強大,越來越耗能。

    要知道,如果你有辦法把一塊現代的iPhone電池裝進一部1995年產的手機里,只要充上一次電,大概就夠你用上一年的。

    此外也有一些偉大發明已經距離我們不遠了。材料學家邁克·齊默爾曼(Mike Zimmerman)已經成功地將電池中高度易燃的液體電解質(離子會在電池充放電的時候通過液體電解質來回游動)替換成一片特制的塑料薄膜。很快,我們就能看到不可燃也不會爆炸的電池了。

    而且由于這樣的電池不會爆炸,齊默爾曼便可以使用鋰金屬來代替鋰離子,前者的能量密度要高出很多,只是用在如今的電解液電池中,實在太過危險。很快,我們就有使用壽命更久的電池了。

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