低成本的海水电池获得500000美元的奖励
这是属于可再生能源的一个转折点吗?
目前,一个利用盐水和其他常见材料制备的低成本环保电池成功地解决了可再生能源在技术上面临的最大挑战之一,获得了500000美元的奖励,以表彰其发明人对技术和社会做出的巨大贡献。
这种水混合离子电池大约为洗碗机或小冰箱大小,在阳光比较充足的地区,它可以利用太阳能或风能储存足够多的电能,完全满足一栋房屋对电的需求。该电池的发明者是Jay Whitacre博士,他是卡内基梅隆大学的一名材料科学教授。
如图所示为Aquion M100的电池模型,图片来源:Aquion能源。
Whitacre 于2008年成立了Aquion能源,由 Kleiner Perkins Caufield和Byers短期风险投资。在周二,由于发明了这种新型电池,Whitacre获得了2015年勒梅尔森奖,奖品价值500000美元。(Aquion的发明者包括比尔•盖茨(Bill Gates)和风险投资公司Kleiner Perkins Caufield和Byers)。
过去,勒梅尔森奖的获奖者包括许多有影响力的发明家,如电脑鼠标的发明者Ray Kurzweil ,Dean Kamen和Douglas Engelbart,DNA测序仪的发明者Leroy Hood。
人们已经逐渐利用合适低成本的方法来存储能量,从而促进可再生能源技术的使用,尤其是风能和太阳能的使用。
当条件有利时,可以即时提供给用户足够多的能量,但是,如果没有太阳能或者风能,这种能量将不会起到作用。
为此,科学家和可再生能源行业的学者使用电池来消除这种不平衡;在太阳能或风能丰富时存储能量,在太阳能或风能不足时释放这种能量。
这一构想使得风能和太阳能与化石燃料和核能相比,更有竞争力,人们可以风能和太阳能提供稳定的电力。
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Whitacre指出,目前已经有类似的充电电池可用,但这种电池通常由一些不安全或者高成本、环境有害的材料制备而成。
锂离子电池是一种常见的电池,也是Aquion电池的主要竞争对手。锂离子电池具有与Aquion电池差不多的充电和放电周期,但是Aquion海水电池的成本相对更低。
Whitacre说,公司将出售Aquion电池,售价为1000美元到3000美元,能够为一个家庭住宅提供足够的电量。一旦公司在未来一两年内实现全面生产,这种电池的使用周期约为3000昼夜。如果将此电池连接到太阳能电池板上,电池可以在白天进行完整的充电过程,在晚上进行完整的放电过程。充电和放电记为一个完整的周期。
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此外,锂离子电池内含有一种易燃溶剂,而Aquion电池属于不燃烧、防爆型电池,Whitacre告诉CNBC记者。
“我们开发的电池充满水溶剂,不能燃烧。当电池变干后,就会成为阻燃材料。此外,我们的电池也没有使用重金属或有毒的化学物质。”他说。
德克萨斯大学的能源研究所副主任Michael Webber指出他并不是特别熟悉Aquion能源,但他说海水基电池带来了许多潜在优势,将会超过其他电池。
Webber说:“一些现有的电池技术,如锂离子电池,都存在一些成本和实用性的问题。一些电池所需的原材料可能很难获取,甚至由于贸易和供应链的安全问题,可能会阻碍原材料的供应,如军事紧张地区的材料供应。但是相比之下,海水是无处不在的,没有这种地区上的限制。”他说。
Aqueous离子电池比锂离子电池更容易制备,德克萨斯大学Webber实验室的研究员Robert Fares说道。
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“这款电池将基本电极浸泡在盐水中,而锂电池的制造属于一种复杂的制造过程。” Fares说。
将锂离子电池串联使用通常需要一个电池管理系统,但是Aquion电池不需要这种电池管理系统就可以实现串联。
然而,海水电池存在一个局限性。首先,aqueous离子电池比锂电池的能量密度低,锂离子电池在相同的体积下具有更大的电池容量。
另外一点,就是锂离子电池出类拔萃的电池效率。“电池是储存能量的盒子,人们将一定量的能量储存进电池,使用的能量略小。但是锂离子可以使用的能量很大。
当然,这对aqueous离子电池来说可能不是一个问题,人们只要节省足够的钱就可以利用Aquion电池弥补损失的效率。
Aquion的短期销售目标是那些能源短缺地区的能源基础设施,如岛屿、发展中国家或偏远地区。
新材料在线编译整理——翻译:陈琼 校正:摩天轮
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