如何向可再生能源轉型?這款電池仍成為最佳選擇,你怎麼看!

如何向可再生能源轉型,是我們這個時代面臨的最大挑戰之一。不但煤炭、石油和天然氣遲早會消耗殆盡,氣候變化也在迫使我們大幅減少化石燃料的消耗。近年來,生物質能、太陽能、風能這類可再生能源正在變得越來越重要。

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但這些可再生能源也帶來了新的挑戰,那就是如何高效儲存此類能源。只有做到這一點,我們在有實際需求時才有電可用,而不是隻在陽光或風充足時候才用得上電。

此外,我們日益增多的移動設備,例如智能手機、筆記本電腦和電動汽車也需要便攜持久的能量儲存。尤其是電動汽車,更是需要在全國範圍內沿著交通路線建設大批電力或其他能源的供應設施。

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基本上,有兩種方法可以滿足我們這個移動社會的能源需求。第一種方法,我們可以通過可再生能源生產液體或氣體燃料,如利用甘蔗生產生物乙醇或通過電解水的方式製備氫氣。

這些燃料容易處理、運輸方便,且具有相對較高的能量密度。然而種植能源作物需要大量耕地,往往會破壞森林,而且與糧食生產存在競爭。而用電製取氫氣,再燃燒氫氣驅動汽車,這樣的曲折過程大大降低了能效。氫氣的儲存成本也相對較高。

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另一種商業上相當成功的儲能方法是使用蓄電池。與前一種方法相比,電池的工作原理有所不同:不是通過燃燒把化合物轉化為可用的能量,而是通過可逆的電化學過程釋放出能量。電池存儲的電量能夠相對無損地重新釋放出來,有時候能效甚至能超過90%。

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最常見的一種電池當屬鉛酸電池,早在19世紀中期,它便已經出現了。這種電池既便宜又可靠,主要用作汽車發動機的啟動電池。但同時,它又大又重,還含有有毒重金屬。鑑於同樣對環境有害的鎳鎘電池已被歐盟禁用,研究人員正努力用更環保的技術,如鋰離子電池替代含鉛的汽車電池。

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自1991年日本索尼公司將鋰電池推向市場後,這種電池為移動設備的普及做出了重要貢獻:它們是智能手機、筆記本電腦和數碼相機的可靠電源,而且在不增加體積和重量的前提下,它們正變得越來越高效強勁。

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由於鋰離子電池的功率密度和能量密度都比較高,它們正在許多領域發揮著越來越重要的作用——可以為兩輪電動車、小汽車、公共汽車甚至船隻提供動力,同樣也可以充當固定的儲能裝置。

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鋰離子電池的電化學性能,即化學成分和充放電時的化學過程決定了它們的性能、壽命和成本。鋰(Li)屬於元素週期表的第一主族——鹼金屬,極易形成陽離子(Li+),從而在正負極之間傳輸電荷。鋰離子電池的陽極(即放電時的負極)通常由石墨製成。

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鋰電池仍是最佳選擇?這也成了眾多學術界的研究之顆,對於鋰電池是否是最佳選擇,喜歡科技的小夥伴們如何看呢?


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