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壽命長還比鋰電池便宜MIT教授要推永生牌

发布时间:2019-06-02 06:45:21 编辑:笔名
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  MIT材料科学与工程系教授Donald Sadoway公开了他们正在研发的一款液态金属电池,在室温之下,这款产品寿命为4年,它可以做到超过4,000次的充放电——相当于每天充放电一次可以使用10年,并且依然能保有原始容量的99%,电池损耗率非常低。预计到2019年年底,批产品将交付给客户。

  現有的儲能技術一直由于所用材料本身的局限性一直止步不前,這就需要另覓出路找到新的儲能系統,而它需要解決的無非是基本的連個問題:延長壽命、降低成本。

  近日,MIT材料科学与工程系教授Donald Sadoway在《麻省理工科技评论》和Deeptech深科技举办的EmTech China峰会上公开了他们正在研发的一款液态金属电池。据其介绍,在室温之下,这款产品寿命为4年,它可以做到超过4,000次的充放电——相当于每天充放电一次可以使用10年,并且依然能保有原始容量的99%,电池损耗率非常低。

  Sadoway表示,预计到2019年年底,批产品将交付给客户。

  以下为Donald Sadoway演讲内容实录:

  我想和大家谈的是储能方面的创新,以及储能与其它一些领域的创新有何不同。和业界的做法不同的是,我们做事情多了些学院派的色彩,也就是说,我们现在所做的事情,可能是以前人们从来没有做过的。

  那既然我们想要变革现有的整个行业,必然会耗费巨大的成本,所以我们需要在研究的阶段就开始考虑控制成本的问题。

  对于现代社会来讲,电力往往和现代化紧密挂钩,所以电力络就显得格外重要,我甚至可以说电力络就是世界上的供应链,而且要求零库存。

  (如上图所示,地区上大部分地区都被黑夜笼罩,显然那里急需电力供应)

  但要解决这个问题,就势必要涉及到储能的广泛应用。比如对于太阳能、风能这些可再生能源来说,它们普遍都具有间歇性供应的问题,所以如果要更好地发挥它们的效能,就必须要有一整套的储能解决方案。

  那现有的储能技术发展的如何呢?

  现状恐怕并不乐观。首先是大规模的储能设施并不像我们电脑上的电池一样简单,它必须满足安全稳定运行二三十年,否则就是一场灾难。

  另外,还必须保证其能够在运行上做到操作足够灵活,这也是其稳定运行的前提。还有很重要的一点就是要严格控制生产成本。

  在这里插一句,电池是由一位名叫Alessandro Volta的意大利教授发明的,在意大利10,000里拉的纸币上印有他的头像。而且Alessandro Volta教授还有特别值得提的一点,那就是他证明了一位教授可以将自己的研究转化为有益的社会实践。

  这也极大地启发了我所从事的电池研究。首先,我意识到,我需要我的团队一起齐心协力,另外还有一点,要从设计伊始就要综合考虑到给制造商提供一定的生产便捷性。

  但我们也在研发过程中受到了质疑,因为对于兆瓦级别的大型发电厂来讲,小小的一枚电池似乎怎么看都不太能满足他们的储能需求,就更不要提改变世界了。的确也有电池行业内的人说我们是疯了,但我想说的是,不要只着眼于固有的行业和已有的发明,一定要有创新。

  所以我就把目光投向了电解铝行业, 他们通常都配有很大的设备,一天24小时不间断工作,而规模效应会带来成本的降低,他们获取1千克铝的成本不足1美元。受此启发,我们将电解铝的步骤逆向操作,发明了液态金属电池,就可以实现大规模且廉价的电力存储。 这就是我们以不同的视角去看待问题所带来的好处。

  (液态金属电池结构,层是液态锑,中层是熔盐电解质,上层是液态镁,熔盐处在两层液态金属的中间)

  我的团队成员,其中没有任何一个是电池方面的专家,之前甚至都没有接触过电化学相关的研究,但他们都是聪明、没有偏见且无所畏惧的青年才俊,可以做出杰出的成果。

  当然,进展也并不是一帆风顺的,一开始的时候,实验总是失败,但经过几年的研究之后,我们创造了奇迹,我相信二三十年之后,我们一定能够做出更多的成绩。

  ,谈一下我们的电池的效能,我们检测了1000多种电池,它们的成本都是非常低的。我们也取得了很多的科学成就,我们于一周前发表于《Nature Energy》的一篇文章,里面记录了我们的一些进展。

  可以说,我们的电池是非常特别的,它有很长的循环寿命,而且它的容量十分稳定。从下面这张图表可以看出,随着使用时间的延长,整个电池的损耗率也是非常低的,即便每一天都进行充放电操作,持续使用10年之后依然可以确保它能够保持初始容量的99%。

  在取得了技术上的突破之后,我和我的学生们一起成立了一家公司AMBRI来专门生产液态金属电池。我们获得了来自比尔·盖茨的A轮投资,预计产品将会在两年后面世。

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