2019年五大電池創新

隨著智慧型手機和各種設備在全球的普及，電池壽命已成為科技領域最大的障礙之一。

對更耐用設備的需求和對電動汽車的日益使用，迫使世界上一些最偉大的頭腦開始著手開發新東西。

自1991年推出以來，鋰離子電池一直是主導力量，為你口袋裡的智慧型手機和家裡的筆記本電腦提供動力。

但是這些電池在充電的過程中會失去電力，並對南美洲的鋰三角造成越來越永久性的環境破壞，包括阿根廷、玻利維亞和智利。

Wood Mackenzie能源研究諮詢公司估計，僅在美國，到2024年，儲能行業的總市場價值將達到53億美元。

在過去的一年中，已經有數十項關於新電池技術的公告和投資，它們將改變我們在未來十年的能源使用方式。以下是2019年五大電池創新。

伊利諾伊大學芝加哥分校的鋰-二氧化碳電池

今年9月，芝加哥伊利諾伊大學的研究人員表示，他們首次證明，鋰-二氧化碳電池可以設計成完全可充電的方式。

該校工程學院機械與工業工程副教授Amin Salehi-Khojin和他的團隊宣布，他們已經完成了鋰-二氧化碳電池原型的測試，這種電池能夠連續運行500次充電/再充電過程。

根據芝加哥伊利諾伊大學的說法，研究人員使用了像二硫化鉬這樣的新材料來「鼓勵碳酸鋰和碳的徹底回收」。

「鋰-二氧化碳電池長期以來一直很有吸引力，但在實踐中，我們直到現在才找到一種真正高效的電池，」Salehi-Khojin告訴學校的雜誌。

「我們獨特的材料組合幫助製造了第一款碳中性的鋰二氧化碳電池，它的效率更高，循環壽命更長，這將使它能夠用於先進的能源存儲系統。」

IBM的無金屬「海水」電池

今年的最後一天，IBM宣布其研究部門已經開發出一種新型電池，官員們說這種電池是由以前從未使用過的組件製成的，這些組件都可以從海水中提取出來。

IBM新一代電池材料創新研究經理Na Young-hye在一篇博客文章中解釋說，她的團隊「發現了一種新電池的化學成分，這種電池不使用重金屬或其他有來源問題的物質。」

這項設計是在IBM電池實驗室發現的，它使用了一種不含鈷和鎳的陰極材料，以及一種具有高閃點的安全液體電解質。這種陰極和電解液的獨特組合證明了在充電過程中抑制金屬鋰枝晶的能力，從而降低了可燃性，這被廣泛認為是使用金屬鋰作為陽極材料的一個重大缺陷。這一發現對電動汽車電池具有巨大的潛力，例如，在可燃性、成本和充電時間等問題上，」她寫道。

「在最初的測試中，它被證明是可以優化的，在許多單獨的類別中超越鋰離子電池的能力，包括更低的成本，更快的充電時間，更高的功率和能量密度，強大的能源效率和低可燃性。」

麻省理工學院的二氧化碳電池

麻省理工學院(MIT)的研究人員宣布發明了一種創新的專用電池，他們已經證明，這種電池在充電時可以吸收從電極上方經過的空氣中的二氧化碳，然後在放電時釋放出二氧化碳。

10月，麻省理工學院的大衛·錢德勒寫道，電池「可以成為對抗氣候變化的重要工具」。

麻省理工學院博士後薩哈格·沃斯基恩和拉爾夫·蘭道化學工程教授t·艾倫·哈頓在《能源與環境科學》雜誌上發表了一篇詳細的論文，對電池進行了進一步的解釋。

Voskian告訴Chandler:「這項技術相對於大多數其他碳捕獲或碳吸收技術的最大優勢在於吸附劑對二氧化碳的親和力是二元的。」

哈頓補充說，他的團隊「一直在努力開發新技術，以解決一系列環境問題，這些問題避免了使用熱能、改變系統壓力或添加化學物質來完成分離和釋放循環。」這種二氧化碳捕獲技術清楚地展示了電化學方法的力量，這種方法只需要很小的電壓波動來驅動分離。」

阿德萊德大學的無毒鋅和錳

來自阿德萊德大學化學工程與先進材料學院的趙東亮教授和張世章教授設計了一種新型電池，這種電池由無毒的鋅和錳以及不可燃的水電解質組成。

這兩位科學家與中國電池製造商卓越動力新能源公司簽署了一項價值70萬美元的研究協議，致力於他們的專利技術。

「我可以想像，從小型摩托車到柴油電動火車，所有車輛都可以使用這種電池。在那些需要電池來儲存太陽能的家庭，甚至是大型的太陽能/風力發電場。」

「隨著更多可持續能源的產生——如風能和太陽能農場——以一種安全、不昂貴、環保的方式將這些能量儲存在電池中變得越來越緊迫，但目前的電池材料——包括鋰、鉛和鎘——是昂貴的、危險的和有毒的。」

這兩位研究人員表示，他們希望在未來12個月內將這一想法推向市場，並取得了很大進展，因為澳大利亞天然存在大量的鋅和錳。

據曹國偉估計，這種新電池的成本將低於每千瓦時10美元，相比之下，目前許多鋰電池的成本是每千瓦時300美元。

尼古拉的獨立電極汽車電池

上個月底，尼古拉的執行長兼創始人特雷弗·米爾頓告訴《福布斯》，他的公司已經發明了一種新型電池，這種電池不使用鎳、鈷和其他危險金屬，同時聲稱它提供了兩倍的能量密度和40%的重量。

Milton對這項新技術的細節很謹慎，但這家位於鳳凰城的初創公司一直在努力建造以氫為動力的電動半卡車。

「這是世界上第一個獨立電極汽車電池。我們用了一種完全不同的化學物質，它含有鋰元素。很難解釋它是什麼，除非放棄秘密武器，」米爾頓在11月接受《福布斯》採訪時說。

Milton表示，他們將在10個月後的菲尼克斯Nikola世界科技峰會上首次公開展示這項技術。