劍橋大學(xué)(CambridgeUniversity)在電化學(xué)領(lǐng)域的一項突破，或?qū)⒋呱沙潆姷某夒姵亍＿@種電池在給定空間內(nèi)存儲的能量是目前最好電池的五倍，可大大拓展電動汽車的續(xù)航里程，并可能大幅改觀電力存儲的經(jīng)濟(jì)效益。
化學(xué)教授克萊爾-格雷(ClareGrey)和她的團(tuán)隊攻克了鋰空氣電池開發(fā)中的技術(shù)難關(guān)。理論上說，只有這種電池能讓電動汽車在不必攜帶巨大而笨重的電池組的情況下，擁有可媲美汽油車及柴油車的續(xù)航里程。
如果能把該技術(shù)從實驗室的演示品轉(zhuǎn)變?yōu)樯唐罚瑢⒘钇囍怀湟淮坞娋湍軓膫惗伛偟綈鄱”?約合648公里――譯者注)，所用電池的成本和重量卻只有今日電動汽車所用鋰離子電池的五分之一。
格雷教授表示：“我們?nèi)〉玫某删褪惯@項技術(shù)向前邁出了重要一步，預(yù)示著全新的研究領(lǐng)域。我們?nèi)晕慈P解決這一化學(xué)機制所固有的問題，但我們的成果確實揭示了前行的道路。”
和目前的可充電電池中盛行的鋰離子技術(shù)相比，鋰空氣電池理論上擁有巨大的優(yōu)勢――其能量密度可能要高10倍――以至于全球的研究人員都在開展鋰空氣電池的研究。
發(fā)表在《科學(xué)》(Science)期刊上的一篇研究論文顯示，劍橋的這個團(tuán)隊攻克了這種技術(shù)中的部分實際問題――尤其是化學(xué)上的不穩(wěn)定問題。在此之前，由于這種化學(xué)上的不穩(wěn)定，鋰空氣電池會顯示出性能迅速衰退的現(xiàn)象。
鋰空氣電池的基本化學(xué)原理十分簡單。這種電池通過鋰和氧結(jié)合成過氧化鋰實現(xiàn)放電，再通過施加電流逆轉(zhuǎn)這一過程而完成充電。而如何可靠地令上述反應(yīng)在許多周期內(nèi)反復(fù)發(fā)生，則是該技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)。
劍橋的科學(xué)家對相關(guān)化學(xué)過程做了調(diào)整，以提高其可控性。比如，他們將過氧化鋰轉(zhuǎn)變?yōu)楦滋幚淼臍溲趸嚕€向系統(tǒng)中添加了碘化鋰，并用石墨烯制作了滲透性極好的“蓬松”電極。所謂石墨烯，是12年前曼徹斯特大學(xué)(ManchesterUniversity)發(fā)現(xiàn)的一種碳的同素異形體。
研究人員表示，劍橋?qū)嶒炇抑姓故镜碾姵叵到y(tǒng)效率達(dá)90%，可充電2000次。不過他們表示，可能至少還需10年的工作，才能將該電池變?yōu)榭捎糜谄嚭碗娋W(wǎng)蓄電的商業(yè)電池。電網(wǎng)蓄電裝置用于存儲太陽能和風(fēng)能發(fā)電站間歇發(fā)出的電力，以便在需要的時候使用。
格雷教授表示：“我們獲得了該技術(shù)的專利，其知識產(chǎn)權(quán)歸劍橋大學(xué)商業(yè)化機構(gòu)劍橋?qū)崢I(yè)(CambridgeEnterprise)所有。我們正與多家公司合作推進(jìn)這項技術(shù)。”
