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哈佛团队突破性的高能碳基蓄电池技术有可能大规模应用吗?

> The breakthrough came in the type of materials used to store the energy. The Harvard researchers reported using a carbon-based molecule found in crude oil and other substances as the material to hold the electric charge. Most battery chemistry in use today uses metals, including the familiar nickel metal-hydride and lithium-ion, which are more costly. viahttp://www.nytimes.com/2014/01/09/business/energy-environment/from-harvard-a-cheaper-storage-battery.html?partner=rss&emc=rss

2 个回答

  • Xie fangxi | 2017-10-15 10:42:14

    Nytime打不开,搜了一下页面,问主问的可能是这篇(doi:10.1038/nature12909 题目:”A metal-free organic––inorganic aqueous flow battery“)[1]。作为一个百姓知道小新人,正好看过这篇论文。对这方面稍微有那么一丢丢了解。就那么轻轻抛块砖吧。
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    这个所谓的高能碳基蓄电池技术,其实不算是一种全新的电池,就是有一种电池类型叫做Flow Battery,通过流动的液态化合物交换正离子,而电子在外电路流动的方式来达到化学能转变成电能的方式[2]。而我们常用的锂电池,一般是通过静态的物质(正极:钴酸锂,锰酸锂,磷酸铁锂等对负极:天然石墨,钛酸锂等等)。而Flow Battery,一般需要比较复杂的结构,当跟我们日常用的使用静态电极材料的电池比起来的时候。所以其实就算大规模应用,对我们日常的生活也影响不大。主要是用在(或者说作者研发这个电池的时候的目标)大规模的智能电网,特别是主要用于应对可再生能源转化为电能(特别是风能,太阳能,潮汐能)时由于天气或者其他因素所导致的电能供应的不稳定[3]。所以就算这个碳基蓄电池大规模应用,也应该是跟可再生能源大规模应用所同步的。所以可以看到,这篇Nature的Funding主要是来自与美国能源部的用于研发大规模电网的电池的有关基金[4]。(PS一下:不知道问主的”大规模应用“意思是不是想问这种电池能不能取代手机中的锂电池,就个人看法而言,不太可能,因为液态储能体系的能量密度是低于固态的,所以,以这个Flow battery去做手机电池的话,就算不论这种电池的复杂结构,单论体积,应该也没有办法压缩到普通锂电的现在的尺寸。退一万步讲,就算能做小,就这篇文章这种对电极,我不知道谁会愿意带着一坨硫酸和溴化氢在身上,至少我个人是不愿意的。)

    而从实际这篇文章出发,这篇Nature主要是介绍了一种新的制造Flow battery电极对的思路,之前其他人主要是从金属氧化的思路考虑如何选择高性能电极材料,以最大限度地提高整个电池的效率。而这篇文章是利用了一种天然植物中能够提取的一种芳香性的化合物去作为Flow Battery的负极(应该是负极吧)的氧化还原产物,同时达到了一个相当高的能量密度。并预言了几个改良这个电极对的方向。是一篇有开拓意义的文章。
    (PS:单从发文章的角度而言,Nature很喜欢这些看起来很屌很容易懂的题目。当然,.harvard这名头也是加分项。个人意见,不喜勿喷)

    参考文献(百姓知道对这个没格式要求吧):
    1.A metal-free organic––inorganic aqueous flow battery (doi:10.1038/nature12909)
    2.Flow battery
    3.Yang, Z.; Zhang, J.; Kintner-Meyer, M. C. W.; Lu, X.; Choi, D.; Lemmon, J. P.; Liu, J. Chemical Reviews 2011, 111, 3577. (http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/cr100290v
    4.Battery offers renewable energy breakthrough
    5.该课题组的PI对这篇文章的说明:Electrochemical processes for energy technology

    本问答由Xie fangxi提供

  • Xie fangxi | 2017-10-15 10:33:49

    电池技术还需要一个现象级的革命,世界的未来和探索太空都需要电池技术的支持。

    本问答由Xie fangxi提供

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