微型電池將帶來綠色能源革命 市場化的潛在挑戰(zhàn)(2)

　　例如，去年南加利福尼亞大學(xué)研究者研發(fā)出一種新型鋰離子電池，用多孔硅納米顆粒取代了傳統(tǒng)的石墨陽極。這個(gè)由周崇武（Chongwu Zhou）帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)表示，比起石墨材質(zhì)電池，他們的電池可以存儲三倍多的電能，而且十分鐘內(nèi)就能完成充電。
 
　　馬里蘭大學(xué)納米中心的管理者、工程學(xué)教授Gary Rubloff表示：“納米化是獲得高能量之路。關(guān)于怎樣制造電池，納米級電池展示出了多種不同的替代方案。”
 
    市場化的潛在挑戰(zhàn)
 
　　然而，把這項(xiàng)研究商業(yè)化卻不容易，也許需要很長時(shí)間。目前納米級電池的很多材料或者組件都過于昂貴，只能作小型應(yīng)用。
 
　　“對于這個(gè)領(lǐng)域來說，開發(fā)這類電池是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，而且存在很多問題，”來自伊利諾伊大學(xué)香檳分校的Paul Braun和Ralph Nuzzo在評價(jià)馬里蘭大學(xué)的研究成果時(shí)這樣寫道。
 
　　而且，石油和天然氣的低價(jià)也消減了對可再生能源的需求，如風(fēng)能和太陽能，它們都需要電網(wǎng)級的備用電源。
 
　　James Tour說：“可再生能源現(xiàn)在很難和石油、天然氣競爭。部分困難在于經(jīng)濟(jì)。”他是得克薩斯州休斯敦市萊斯大學(xué)的材料科學(xué)和納米工程學(xué)的教授。他的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種新的材料，由無數(shù)生長在石墨烯上的碳納米管組成，能夠大幅提高能源存儲。
 
　　德克薩斯州的Xidex公司和以色列的石墨有限公司正基于萊斯大學(xué)的技術(shù)，開發(fā)一種新型電池。這種技術(shù)能在幾分鐘內(nèi)給智能手機(jī)充滿電。Tour說：“這種電池三年內(nèi)就可以出現(xiàn)在市場上。”
 
　　斯坦福大學(xué)的教授崔屹（Yi Cui）認(rèn)為，他的團(tuán)隊(duì)需要三到五年時(shí)間才能把一種新型電池市場化。團(tuán)隊(duì)成員包括美國前能源部長朱棣文（Steven Chu）。他們的電池被吹捧為“純鋰電池”，在電解質(zhì)和陽極里都用了鋰，普通電池用的是石墨或硅。
 
　　崔屹的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)常見問題的解決方案：當(dāng)鋰被放到陽極時(shí)，會比其他材料膨脹得更厲害，甚至?xí)谋M電解液。為了防止這一現(xiàn)象，他們做了“納米微球”，即一種蜂窩狀的微觀層，可以產(chǎn)生一種靈活的無電抗性薄膜，把鋰阻隔開來。
 
　　今年7月，朱棣文在一則聲明中聲稱，他們團(tuán)隊(duì)的電池有潛力把手機(jī)電池的壽命延伸三倍，讓電汽車行駛300英里。
 
　　崔屹在研究商業(yè)化方面有一定的經(jīng)驗(yàn)。他創(chuàng)立了安普留斯公司，產(chǎn)品是一種新型長效鋰離子電池。這是一家硅谷創(chuàng)業(yè)企業(yè)，朱棣文是董事會成員之一。
 
　　盡管最初的鋰離子電池投入市場花了二十年，Crabtree認(rèn)為，目前的關(guān)注點(diǎn)在能源存儲——以及納米科學(xué)的好處——他預(yù)測這個(gè)過程會用到五到十年時(shí)間。
 
　　“現(xiàn)在正是把握機(jī)會的時(shí)刻。人類有機(jī)會加速創(chuàng)新的步伐。”（譯者：Sky4）