大家都知道，鋰電池作為大量移動(dòng)電子產(chǎn)品提供著關(guān)鍵的能源，然而人們大量地開(kāi)采鋰礦，這將對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響。近期，有科學(xué)家提出，未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)一種更綠色、環(huán)保的電池，甚至可能完全拋棄電池。
傳統(tǒng)電池或?qū)⒅饾u消失
如果電動(dòng)汽車(chē)成為主流交通工具，那么未來(lái)全球?qū)︿嚨男枨髮⒋蠓黾印Ｒ恍⿲＜翌A(yù)計(jì)，現(xiàn)有的鋰供應(yīng)商可能在幾十年內(nèi)耗光已知儲(chǔ)備。
鋰短缺刺激了人類(lèi)對(duì)替代元素的尋找。據(jù)外國(guó)雜志《Conservation》報(bào)道，目前，大多數(shù)研究者都致力于創(chuàng)造更高效的電極，或是減少電池中的“非綠色”金屬。然而，其中一些大膽的創(chuàng)意徹底拋棄了原來(lái)的電池定義。倫敦帝國(guó)學(xué)院和美國(guó)紐約州立大學(xué)的研究者們?cè)O(shè)想，在未來(lái)，汽車(chē)和建筑所用的普通材料——混凝土、塑料、碳纖維，將用于儲(chǔ)存我們所需的能源。
據(jù)報(bào)道，帝國(guó)學(xué)院的高分子化學(xué)家約阿希姆·斯泰因克和他的小組設(shè)想能賦予電動(dòng)車(chē)外殼儲(chǔ)蓄能量的功能。目前，移動(dòng)裝置的外殼既沉重又沒(méi)多大作用。斯泰因克希望能用碳纖維織物來(lái)制造汽車(chē)車(chē)身并兼做電容器。和電池不同，電容器正、負(fù)電荷是分開(kāi)的，連接起來(lái)就形成電流。由于電容器可一次釋放所有電荷，尤其適合需要能源激增的裝置，比如加速的汽車(chē)。
帝國(guó)學(xué)院的團(tuán)隊(duì)正和沃爾沃公司合作，用他們的碳纖維替代一小塊汽車(chē)地板，用于驅(qū)動(dòng)。按照施泰因克的設(shè)想，整個(gè)車(chē)身都將能夠儲(chǔ)存電荷，最終讓電池完全消失。
未來(lái)，可再生能源想要大行其道，儲(chǔ)能技術(shù)必須跟上。紐約州立大學(xué)的材料科學(xué)家德博拉·張正在進(jìn)行一項(xiàng)研究，如果研究成功，建筑物將可能變成一塊大電池。她正在研究把墻壁變成儲(chǔ)電容器。
據(jù)了解，混凝土是水和水泥做的多孔材料，水可以充當(dāng)電解液，可惜效率不夠高。德博拉·張把正負(fù)極插入一塊混凝土板，每千克可生成幾微瓦的電力，足夠助聽(tīng)器使用。“我只是證明了基本的科學(xué)可行性。”德博拉·張說(shuō)，“還需要進(jìn)行更多的研究增加能量密度，讓它可以再次充電。如需要找到正確的水和水泥比例，嘗試不同的電極材料。”
新充電技術(shù)幫電池“瘦身”
新的充電技術(shù)，或許能為解決電池問(wèn)題提供出路。美國(guó)猶他州立大學(xué)能源動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究者正在研究一種無(wú)線能源系統(tǒng)，可以將電力輸入正在行駛的汽車(chē)。
它的原理是磁性共振耦合：道路下面埋藏的大型線圈可在汽車(chē)靠近時(shí)開(kāi)啟，創(chuàng)造磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)將調(diào)整到特定的頻率，將電力輸送到位于汽車(chē)底部的接收線圈。一開(kāi)始，電池將依然是基本部件，隨著電動(dòng)車(chē)數(shù)量增加，線圈可埋藏在停車(chē)場(chǎng)下面、車(chē)庫(kù)地板下和無(wú)線“充電站”內(nèi)。再后來(lái)，可將它們埋到公路下。“如果你住在離這些公路20英里范圍內(nèi)，汽車(chē)電池的大小將可以縮減到目前的20%。”猶他州立大學(xué)能源動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任杰夫·穆斯說(shuō)。
如果無(wú)線充電技術(shù)成功，每條高速公路、小巷子和車(chē)道都可以安裝上線圈，給經(jīng)過(guò)的汽車(chē)充電。“30或40年后，無(wú)線電充電技術(shù)將完全融入交通系統(tǒng)，”穆斯說(shuō)，“你將看到美國(guó)每個(gè)州都會(huì)出現(xiàn)一條專用道，也許叫‘易充電道’。”
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