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液流电池让汽车更环保

液流电池让汽车更环保

      一个大幅改善充电电池的方法就是,让更多的那类无用自重能够发挥作用。这也正是瓶中秘方的目的。麻省理工学院的Yet-Ming Chiang及其同事研发了该物质,并称其为“剑桥原油”。

普通电池中,离子从一端的固体电极通过液体或粉末状电解质穿梭到另一端。这转而促使电子在一根与电极相连的外部电线里流动,从而产生电流。而在Chiang研发的电池中,电极以锂复合物微小颗粒的形式存在,与液体电解质混合形成一种浆状物。电池利用两种浆状流,一种带正电荷,另一种带负电荷。两者可以在铝集电器和铜集电器之间泵越,这两个集电器之间有可渗透性膜。随着它们让浆状流流动,跨膜置换锂离子,就能在外部产生流动的电流。施加电压让离子跨膜返回就可以为电池充电了。

MIT的这项发明是一种液流电池,通常具有液态电解质,流经固定电极。Chiang估计,他的这种锂“半固态”液流电池能够产生的每单位体积能量将会是传统电池的10倍(《先进能源材料》)“这可能是过去数年里电能存储方面最令人振奋的进展了”美国宾夕法尼亚州费城德瑞索纳米科技研究所(Drexel Nanotechnology Institute in Philadelphia, Pennsylvania)的Yury Gogotsi评价说:“Chiang发明了一种独特的介于液流电池和锂离子电池充电器之间的混合型电池。”

司机们有三种方式来为半固态液流电池充电。他们可以把反应过的浆状物泵出来,并泵入新的浆状物;去充电站,在那里工作人员会把反应过的浆状物成罐换成新的罐装浆状物;或者用电流为浆状物充电。对于前两种情况而言,重新充满电只要花费数分钟。

在很大程度上来讲,充电电池是电动汽车中最笨重最昂贵的部件。Chiang估计,其团队研究的电池的生产成本将会是每千瓦时发电容量250美元。所以,如果制造一个这样的电池来替代日产Leaf款电动汽车中24千瓦时的电池,要花费6000美元。这大约是现有电池成本的三分之一,成本之低足以与汽油竞争。Chiang还估算,“剑桥原油”可以让汽车一次充电后的行驶距离至少达到300千米,是当下电池可能达到的距离的两倍。

“这真是一项十分精湛的技术,”纽约城市大学能源研究所(City University of New York Energy Institute)的Dan Steingart说,因为你可以给反应过的浆状物充电。但是他补充道,即使该团队能够在五年之内研发出汽车电池样品,建造充电站来为这类电动汽车充电还会花费更长的时间。

去年,Chiang和同事Craig Carter以及企业家Throop Wilder创办了一家公司,叫做24M Technologies,以研发这种电池。到目前为止,他们已经募集了1,600万美元资金,并且打算在2013年做出一台小型样机。
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