一個(gè)大幅改善充電電池的方法就是,讓更多的那類無用自重能夠發(fā)揮作用。這也正是瓶中秘方的目的。麻省理工學(xué)院的Yet-Ming Chiang及其同事研發(fā)了該物質(zhì),并稱其為“劍橋原油”。
普通電池中,離子從一端的固體電極通過液體或粉末狀電解質(zhì)穿梭到另一端。這轉(zhuǎn)而促使電子在一根與電極相連的外部電線里流動(dòng),從而產(chǎn)生電流。而在 Chiang研發(fā)的電池中,電極以鋰復(fù)合物微小顆粒的形式存在,與液體電解質(zhì)混合形成一種漿狀物。電池利用兩種漿狀流,一種帶正電荷,另一種帶負(fù)電荷。兩者可以在鋁集電器和銅集電器之間泵越,這兩個(gè)集電器之間有可滲透性膜。隨著它們讓漿狀流流動(dòng),跨膜置換鋰離子,就能在外部產(chǎn)生流動(dòng)的電流。施加電壓讓離子跨膜返回就可以為電池充電了。
MIT的這項(xiàng)發(fā)明是一種液流電池,通常具有液態(tài)電解質(zhì),流經(jīng)固定電極。Chiang估計(jì),他的這種鋰“半固態(tài)”液流電池能夠產(chǎn)生的每單位體積能量將會(huì)是傳統(tǒng)電池的10倍(《先進(jìn)能源材料》)“這可能是過去數(shù)年里電能存儲(chǔ)方面最令人振奮的進(jìn)展了”美國賓夕法尼亞州費(fèi)城德瑞索納米科技研究所(Drexel Nanotechnology Institute in Philadelphia, Pennsylvania)的Yury Gogotsi評價(jià)說:“Chiang發(fā)明了一種獨(dú)特的介于液流電池和鋰離子電池之間的混合型電池。”
在很大程度上來講,充電電池是電動(dòng)汽車中最笨重最昂貴的部件。Chiang估計(jì),其團(tuán)隊(duì)研究的電池的生產(chǎn)成本將會(huì)是每千瓦時(shí)發(fā)電容量250美元。所以,如果制造一個(gè)這樣的電池來替代日產(chǎn)Leaf款電動(dòng)汽車中24千瓦時(shí)的電池,要花費(fèi)6000美元。這大約是現(xiàn)有電池成本的三分之一,成本之低足以與汽油競爭。Chiang還估算,“劍橋原油”可以讓汽車一次充電后的行駛距離至少達(dá)到300千米,是當(dāng)下電池可能達(dá)到的距離的兩倍。
“這真是一項(xiàng)十分精湛的技術(shù),”紐約城市大學(xué)能源研究所(City University of New York Energy Institute)的Dan Steingart說,因?yàn)槟憧梢越o反應(yīng)過的漿狀物充電。但是他補(bǔ)充道,即使該團(tuán)隊(duì)能夠在五年之內(nèi)研發(fā)出汽車電池樣品,建造充電站來為這類電動(dòng)汽車充電還會(huì)花費(fèi)更長的時(shí)間。
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