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新电池设想:让车子房子都可储能

导读: 众所周知,锂电池为大量移动电子产品提供关键的能源,然而大量开采锂矿,将对生态环境带来影响。近期,有科学家提出,未来可能出现一种更绿色、环保的电池,甚至可能完全抛弃电池。

  众所周知,锂电池为大量移动电子产品提供关键的能源,然而大量开采锂矿,将对生态环境带来影响。近期,有科学家提出,未来可能出现一种更绿色、环保的电池,甚至可能完全抛弃电池。

  传统电池或将逐渐消失

  如果电动汽车成为主流交通工具,未来全球对锂的需求将大幅增加。一些专家预计,现有的锂供应商可能在几十年内耗光已知储备。

  锂短缺刺激了人类对替代元素的寻找。据外国杂志《Conservation》报道,目前,大多数研究者都致力于创造更高效的电极,或是减少电池中的“非绿色”金属。然而,其中一些大胆的创意彻底抛弃了原来的电池定义。伦敦帝国学院和美国纽约州立大学的研究者们设想,在未来,汽车和建筑所用的普通材料——混凝土、塑料、碳纤维,将用于储存我们所需的能源。

  据报道,帝国学院的高分子化学家约阿希姆·斯泰因克和他的小组设想能赋予电动车外壳储蓄能量的功能。目前,移动装置的外壳既沉重又没多大作用。斯泰因克希望能用碳纤维织物来制造汽车车身并兼做电容器。和电池不同,电容器正、负电荷是分开的,连接起来就形成电流。由于电容器可一次释放所有电荷,尤其适合需要能源激增的装置,比如加速的汽车。

  帝国学院的团队正和沃尔沃公司合作,用他们的碳纤维替代一小块汽车地板,用于驱动。按照施泰因克的设想,整个车身都将能够储存电荷,最终让电池完全消失。

  未来,可再生能源想要大行其道,储能技术必须跟上。纽约州立大学的材料科学家德博拉·张正在进行一项研究,如果研究成功,建筑物将可能变成一块大电池。她正在研究把墙壁变成储电容器。

  据了解,混凝土是水和水泥做的多孔材料,水可以充当电解液,可惜效率不够高。德博拉·张把正负极插入一块混凝土板,每千克可生成几微瓦的电力,足够助听器使用。“我只是证明了基本的科学可行性。”德博拉·张说,“还需要进行更多的研究增加能量密度,让它可以再次充电。如需要找到正确的水和水泥比例,尝试不同的电极材料。”

  新充电技术帮电池“瘦身”

  新的充电技术,或许能为解决电池问题提供出路。美国犹他州立大学能源动力学实验室的研究者正在研究一种无线能源系统,可以将电力输入正在行驶的汽车。

  它的原理是磁性共振耦合:道路下面埋藏的大型线圈可在汽车靠近时开启,创造磁场。这个磁场将调整到特定的频率,将电力输送到位于汽车底部的接收线圈。一开始,电池将依然是基本部件,随着电动车数量增加,线圈可埋藏在停车场下面、车库地板下和无线“充电站”内。再后来,可将它们埋到公路下。“如果你住在离这些公路20英里范围内,汽车电池的大小将可以缩减到目前的20%。”犹他州立大学能源动力学实验室主任杰夫·穆斯说。

  如果无线充电技术成功,每条高速公路、小巷子和车道都可以安装上线圈,给经过的汽车充电。“30或40年后,它们将完全融入交通系统。”穆斯说,“你将看到美国每个州出现一条专用道,也许叫‘易充电道’。”

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