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      透过泡沫看本质电池的未来在哪里

      2016-06-02 13:32:21来源: 科学美国人中文版环球科学(?#26412;?
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      核心提示锂-空气电池想要在成本和使用寿命上比肩传统的锂离子电池达?#20581;?#31283;定生产期?#20445;?#36824;有很长的路要走

      原标题透过泡沫看本质电池的未来在哪里

      卡内基梅隆大学提出的?#38469;沙?#26354;线告诉我们诸多新?#38469;?#24819;要与锂离子电池竞争还有多远的路要走 

      每隔几周我们都能看到爆炸性新闻声?#21697;?#29616;了电池?#38469;?#30340;圣杯?#20445;?#23558;来我们可以运用该?#38469;?#22312;几分钟内给智能手机充满电开电动车行驶数百英里开发廉价可靠的可再生能源存储手段

      ?#27426;?#36825;些颠覆游戏规则的电池似乎并没有在头条新闻之外的地方大显身手这是怎么回事呢

      卡耐基梅隆大学机械工程学院的助理教授Venkat Viswanathan提出了同样的问题在最近发表的论文中他?#36864;?#30340;同事提出了一个量化电池化学研究进展的?#38469;沙?#26354;线hype cycle

      这些研究人员统计新发表关于特定电池化学机制的?#38469;?#35770;文以确定该?#38469;?#22312;?#38469;沙?#26354;线中的位置从创新出发点期望膨?#25237;?#23792;到最终的稳定生产期最后这一阶段正是当前锂电池所处的位置

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      这个图表展示了一些类?#36879;?#24322;的电池?#38469;?#38192;离子电池?#35780;?#23376;电池锂-硫电池的工作原理?#21152;?#38146;离子电池在某种程度上类似但它们在能量密度决定了电池有多小或多轻和成本上有击败锂离子电池的潜力譬如由于硫的价格低廉相比于当今的锂离子电池锂-硫电池有潜力大幅降低成本?#27426;?#30446;前的锂-硫电池并不稳定易出现能效大幅下降和自放电并且当离子在电池中运动时锂-硫电池的电极可能膨大80%如此一来就很难?#19994;?#32500;持电池形态的材料不过锂-硫电池?#20146;?#26377;前景的?#38469;?#20043;一其发展过程刚刚越过了Viswanathan及其学生所指出的期望膨?#25237;?#23792;

      锂-空气电池是除了锂离子电池外唯一越过泡沫破裂低谷并走向启蒙上升期的电池锂-空气电池的储能?#38469;?#23436;全不同击败锂离子电池的潜力极大这种电池的用金属锂做负极在正极?#27426;?#30452;接与空气中的氧气反应由于反应物之一是空气理论上讲该电池储存同样能量所需材料仅为其他电池的一半其重量?#37096;?#20943;半这一优点尤其为电动车行业所关注因为小体积电池组对电动车十分有利?#27426;?#38146;-空气电池想要在成本和使用寿命上比肩传统的锂离子电池达?#20581;?#31283;定生产期?#20445;?#36824;有很长的路要走

      Viswanathan研究的价值在于帮助我们预测不同电池?#38469;?#30340;发展阶段虽然创新?#38469;?#22914;雨后?#26680;?#22312;便携式电子设备电动车电网设备等方面锂离子电池仍然是赢家也许在数年内我们就能见证锂-空气电池超越锂离子电池电动车相对于汽油柴油车的竞争力大幅提升但是锂-空气电池?#28304;?#22312;启蒙上升期?#20445;?#35201;达到锂离子电池的水?#20132;?#26377;很长的路要走更不用说与化石燃料竞争

      作者简介Robert Fares 是美国?#27599;?#33832;斯大学奥斯汀?#20013;?#30340;博士后他的研究方向为新兴能源?#38469;?#30340;经济和环境影响本文观点仅代表作者不代表科学美国人

      翻译张帅琰

      审校杨玉洁


      原文链接http://blogs.scientificamerican.com/plugged-in/beyond-the-hype-what-s-the-future-of-batteries/

      论文链接http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1613/2/4/045002/meta

      冷娜 本文来源科学美国人中文版环球科学 责任编辑冷娜_NN5073
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