超越鋰電池,下一代新電池技術(shù)引專家熱議!
隨著全球電力需求的增長,我們正在尋求更好的電池技術(shù),下一代新電池技術(shù)不僅要讓智能手機長時間充電變得更短,還要讓電動汽車續(xù)航航程更遠,在儲存太陽能和風能產(chǎn)生的能源上擁有更巨大的電池儲能容量。
在過去的25年中,鋰電池一直占據(jù)主導地位。在相對較小的空間和重量中包含大量的能量,這些對于移動電話和電動汽車的需求比以往更大。事實上,用匯豐銀行的保羅·布洛克瑟姆的話說,2017年是鋰電池的極限。該商品的價格上漲了 240%。2015年鋰電池占鋰電池使用量的比例為35%,高于2007年的25%,電動汽車,手機和個人電腦占該市場的60%。然而,對于那些看到手機電池突然耗盡的人來說,鋰電池的局限性是顯而易見的。人們越來越關(guān)注尋找下一代新電池技術(shù)的替代技術(shù)。研究公司CCS Insight表示,“現(xiàn)有的鋰電池及相關(guān)充電技術(shù)已經(jīng)到了極限。”
三星在去年11月透露,它開發(fā)了一種基于“ 石墨烯球 ”的技術(shù),可以將其電池容量提高45%,并將充電速度提高五倍。熱衷于把Galaxy Note 7手機中爆炸性電池的記憶拋在身后,三星一直在為電池研究投入大量精力,并且歡迎基于石墨烯的動力裝置僅需12分鐘即可完全充電的消息受到很多人的歡迎,然而,這項技術(shù)與高通的快速充電系統(tǒng)類似,實際上只是鋰的增強而非替代。
石墨烯一直被視為未來能源需求的重要組成部分。下一代新電池技術(shù)正在研究的其他替代品包括燃料電池,光合作用,固態(tài)技術(shù),鈉離子,太陽能,泡沫,鋁石墨,沙子甚至人體皮膚。其中許多具有比鋰電池更安全或更豐富的優(yōu)勢,鋰電池的生產(chǎn)主要由少數(shù)公司主導。然而,對這些技術(shù)的研究在很大程度上仍然存在于實驗室中,幾乎沒有跡象顯示即將完全商業(yè)化。氫燃料電池最早發(fā)明于19世紀30年代,長期以來被視為鋰電池最可行的替代品。然而,自20世紀90年代氫氣開發(fā)的鼎盛時期以來,該技術(shù)一直受到高材料成本的阻礙。在利用氫氣作為替代能源方面取得了一些進展,但最終目標是使用燃料電池來改造運輸市場。日本在豐田和本田都在推動技術(shù)發(fā)展方面處于領(lǐng)先地位。但它仍然是一項艱巨的任務(wù)。智能能源是一家英國燃料電池公司,與開發(fā)智能手機技術(shù)相關(guān)聯(lián),在承認銷售崩潰可能導致股東價值很小或沒有價值之后,于10月份悄然出售給其投資者之一。需要電池創(chuàng)新的一個領(lǐng)域是可穿戴技術(shù)的新興市場。剛性電池不適用于智能等新興領(lǐng)域,因此學術(shù)界一直在開發(fā)更靈活的模型。8月曼徹斯特大學的研究人員透露,他們已經(jīng)開發(fā)出使用石墨烯氧化物的技術(shù),以創(chuàng)造一種可以印在織物上的類似墨水的物質(zhì)。這種墨水與棉花一樣靈活,可作為固態(tài)柔性超級電容器,可快速為電子元件充電。
石墨烯研究所研究員Nazmul Karim博士表示,這一突破是新型充電技術(shù)發(fā)展的重要一步?!八鼘㈤_辟一條環(huán)境友好且具有成本效益的智能電子紡織品的可能性,可以同時儲存能量并監(jiān)測人類活動和生理狀況,”他說。與此同時,一家荷蘭公司開發(fā)出一種僅使用水和鹽的可持續(xù)電池。AquaBattery開發(fā)了一種系統(tǒng),其中含有微咸水流過一疊膜以儲存能量。第一個“藍色電池” 試點項目于11月在荷蘭代爾夫特市開始,以證明將電能轉(zhuǎn)化為化學能的系統(tǒng)與AquaBattery所說的一樣可擴展。最初參與藍色電池概念的團隊成員Mei Nelissen在Ted X的一次演講中表示,當它證明系統(tǒng)能夠正常工作時,它開啟了解決問題的可能性??稍偕茉葱袠I(yè)面臨的主要難題 – 儲存能量,以便在風不吹,太陽不發(fā)光時使用。這仍然是電池市場的挑戰(zhàn)。在這里和現(xiàn)在,需求呈指數(shù)級增長,特別是在智能手機市場,消費者在手機電量不足時熟悉“紅區(qū)恐慌”。藍色電池在10月贏得了埃森哲的“循環(huán)經(jīng)濟”獎,但該系統(tǒng)仍遠未實現(xiàn)商業(yè)化。Deloitte的技術(shù),媒體和電信研究主管Paul Lee表示,他預(yù)計不會很快改變?!霸谖磥砦迥陜?nèi),鋰電池可能仍然是智能手機中幾乎所有電池的基礎(chǔ)。目前,似乎沒有新電池一代的電池技術(shù)可以發(fā)展到足以被測試和考慮到可以取代鋰電池的供應(yīng)鏈。