隨著世界越來(lái)越依賴(lài)電池來(lái)為各種小工具和機(jī)械設(shè)備供電,將有一段時(shí)間現(xiàn)有的解決方案不再足夠了。有朝一日,對(duì)替代能源存儲(chǔ)解決方案的需求將成為一個(gè)主要問(wèn)題。當(dāng)這一天到來(lái)時(shí),最好準(zhǔn)備一個(gè)可以正常工作的解決方案。
現(xiàn)在,澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)的一組研究人員認(rèn)為,他們創(chuàng)造了這些未來(lái)解決方案之一。他們以可充電質(zhì)子電池的形式出現(xiàn),他們說(shuō),與目前的標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池相比,它具有存儲(chǔ)更多能量的潛力。質(zhì)子電池目前處于原型階段,但仍在進(jìn)行中。
根據(jù)從事這項(xiàng)研究的首席研究員約翰·安德魯斯教授的說(shuō)法,他們只是在試圖制造傳統(tǒng)鋰離子電池以及其他典型儲(chǔ)能解決方案所需的資源即將短缺之前努力工作。他說(shuō):“隨著世界轉(zhuǎn)向固有可變的可再生能源以減少溫室氣體排放并應(yīng)對(duì)氣候變化,對(duì)電存儲(chǔ)的需求將非常龐大。”
“質(zhì)子電池是滿(mǎn)足這種巨大的儲(chǔ)能需求的眾多潛在貢獻(xiàn)者之一,”安德魯斯補(bǔ)充說(shuō)。“用質(zhì)子驅(qū)動(dòng)電池比使用由稀缺資源制成的鋰離子更經(jīng)濟(jì)。”
研究人員指出,他們的選擇是通過(guò)使用碳創(chuàng)造的,碳最終構(gòu)成了最終原型的主要資源。與金屬氫存儲(chǔ)合金和傳統(tǒng)可再充電電池中使用的鋰相比,碳作為一種材料非常豐富,并且加工成本低得多。
據(jù)說(shuō)在充電時(shí),電極中的碳與通過(guò)使用來(lái)自電源的電子將水分解而產(chǎn)生的質(zhì)子結(jié)合。之后,質(zhì)子被釋放,然后通過(guò)可逆燃料電池返回,以便與空氣中的氧氣形成水。最終這才是發(fā)電的結(jié)果。在使用中,與化石燃料不同,它不會(huì)燃燒任何碳或引起任何形式的排放。(相關(guān):古代技術(shù)為能量存儲(chǔ)提供了解決方案。)
到目前為止,研究人員創(chuàng)造的只是他們所設(shè)想的質(zhì)子電池的小型原型。研究人員稱(chēng),這種小型質(zhì)子電池原型的活動(dòng)內(nèi)表面只有5.5平方厘米,但每單位質(zhì)量的能量存儲(chǔ)成功地達(dá)到了市售鋰離子電池的能量。而這種性能是優(yōu)化之前的。