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而最新的突破:“纳米孔”则是微型化所达到的极致。它是一种陶瓷薄片上的孔洞,还没有一颗盐粒大。它包含了电池产生电流必须的所有组件。十亿个这样的孔洞,以蜂巢状排列在一起,和一张邮票差不多大。
这种极小的电池不负众望。据马里兰大学的研究者说,它充满电只要12分钟,可以反复充电上千次。上周他们把这项研究发表在同行评审期刊《自然纳米科技》上。
“我们被它的性能震惊了。”研究的合著者、化学博士研究生EleanorGillette表示。她把这种快速充电的能力归结为电流需要运动的距离很短。她认为纳米级电池能够使得制造商在有限的空间内集成进更多的电池。
阿贡国家实验室的联合能源存储研究中心主任GeorgeCrabtree说:“这看起来是一个重大进步。”他认为纳米孔技术带来了成倍的优势。因为纳米孔都是完全相同的,一旦研究者确定最佳尺寸,就可以保证稳定的结果,这将使大规模使用电网更有前途。
Crabtree表示,这类电池,就像最近在纳米技术方面的其他进展一样,在十年前还是完全不可能的事情。尽管过去15年来,这个领域已经已经有了很大进步,但直到最近才刚刚在电池蓄能上得到应用。这为电池世界的变革打开了一道门。
例如,去年南加利福尼亚大学研究者研发出一种新型锂离子电池,用多孔硅纳米颗粒取代了传统的石墨阳极。这个由周崇武(ChongwuZhou)带领的团队表示,比起石墨材质电池,他们的电池可以存储三倍多的电能,而且十分钟内就能完成充电。
马里兰大学纳米中心的管理者、工程学教授GaryRubloff表示:“纳米化是获得高能量之路。关于怎样制造电池,纳米级电池展示出了多种不同的替代方案。”
市场化的潜在挑战
然而,把这项研究商业化却不容易,也许需要很长时间。目前纳米级电池的很多材料或者组件都过于昂贵,只能作小型应用。
“对于这个领域来说,开发这类电池是一项重大挑战,而且存在很多问题,”来自伊利诺伊大学香槟分校的PaulBraun和RalphNuzzo在评价马里兰大学的研究成果时这样写道。
而且,石油和天然气的低价也消减了对可再生能源的需求,如风能和太阳能,它们都需要电网级的备用电源。
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