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“超级电池”获突破性进展:可充电 能量密度大提升

文章来源:作者: 发布时间:2015年11月02日 字体:

FT称,剑桥大学(Cambridge?University)在电化学领域的一项突破,或将催生可充电的超级电池。这种电池在给定空间内存储的能量是目前最好电池的五倍,可大大拓展电动汽车的续航里程,并可能大幅改观电力存储的经济效益。

化学教授克莱尔?格雷(Clare?Grey)和她的团队攻克了锂空气电池开发中的技术难关。理论上说,只有这种电池能让电动汽车在不必携带巨大而笨重的电池组的情况下,拥有可媲美汽油车及柴油车的续航里程。

如果能把该技术从实验室的演示品转变为商品,将令汽车只充一次电就能从伦敦驶到爱丁堡(约合648公里——译者注),所用电池的成本和重量却只有今日电动汽车所用锂离子电池的五分之一。

格雷教授表示:“我们取得的成就使这项技术向前迈出了重要一步,预示着全新的研究领域。我们仍未全盘解决这一化学机制所固有的问题,但我们的成果确实揭示了前行的道路。”

和目前的可充电电池中盛行的锂离子技术相比,锂空气电池理论上拥有巨大的优势——其能量密度可能要高10倍——以至于全球的研究人员都在开展锂空气电池的研究。

发表在《科学》(Science)期刊上的一篇研究论文显示,剑桥的这个团队攻克了这种技术中的部分实际问题——尤其是化学上的不稳定问题。在此之前,由于这种化学上的不稳定,锂空气电池会显示出性能迅速衰退的现象。

锂空气电池的基本化学原理十分简单。这种电池通过锂和氧结合成过氧化锂实现放电,再通过施加电流逆转这一过程而完成充电。而如何可靠地令上述反应在许多周期内反复发生,则是该技术面临的挑战。

剑桥的科学家对相关化学过程做了调整,以提高其可控性。比如,他们将过氧化锂转变为更易处理的氢氧化锂,还向系统中添加了碘化锂,并用石墨烯制作了渗透性极好的“蓬松”电极。所谓石墨烯,是12年前曼彻斯特大学(Manchester?University)发现的一种碳的同素异形体。

研究人员表示,剑桥实验室中展示的电池系统效率达90%,可充电2000次。不过他们表示,可能至少还需10年的工作,才能将该电池变为可用于汽车和电网蓄电的商业电池。电网蓄电装置用于存储太阳能和风能发电站间歇发出的电力,以便在需要的时候使用。

格雷教授表示:“我们获得了该技术的专利,其知识产权归剑桥大学商业化机构剑桥实业(Cambridge?Enterprise)所有。我们正与多家公司合作推进这项技术。”

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