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電池了不起的進(jìn)化史
日期:2023-01-29   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
近日,英國(guó)廣播公司網(wǎng)站1月17日發(fā)表題為《動(dòng)力創(chuàng)新——電池了不起的進(jìn)化》的文章,全文摘編如下:

電池技術(shù)的發(fā)展對(duì)社會(huì)有著變革性的影響。隨著電池技術(shù)繼續(xù)演進(jìn),人們能期待發(fā)生什么變化呢?

想象一下,在不用電池的情況下度過(guò)一天。你能做到嗎?無(wú)論是智能手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車還是其他電動(dòng)器具,都離不開電池。隨著全球變暖,世界各個(gè)經(jīng)濟(jì)體都在努力擺脫對(duì)礦物燃料的依賴,電池有潛力在為社會(huì)提供動(dòng)力方面發(fā)揮更大作用。

從魚到堿性電池的發(fā)明

電池最初的靈感來(lái)自魚,這可能會(huì)讓人感到驚訝。在古代,人們就知道,發(fā)電魚(如鰩魚和鰻魚)能夠放電來(lái)保護(hù)自己和捕獵。意大利發(fā)明家亞歷山德羅·伏打(1745-1827)在研究這些動(dòng)物后制造了第一個(gè)電池。1799年問(wèn)世的伏打電堆由銅片和鋅片組成,這些金屬圓片被浸過(guò)鹽水的布隔開。這是第一個(gè)電池,可以提供小而穩(wěn)定的電流。

1859年,法國(guó)物理學(xué)家加斯東·普蘭特(1834-1889)發(fā)明了鉛酸電池,這是第一個(gè)可充電的蓄電池。這些電池曾被用來(lái)照亮火車車廂,如今仍被廣泛運(yùn)用在常規(guī)汽車的點(diǎn)火裝置中。

1888年,德國(guó)人卡爾·加斯納(1855-1942)將勒克朗謝電池(一種早期形式的電池)改造成第一個(gè)鋅碳電池。它被稱為“干電池”,因?yàn)樗娜芤翰粫?huì)溢出來(lái)。這種電池比它們的前輩體積小得多。它們?yōu)樵缙诘拈W光信號(hào)燈提供動(dòng)力,并開創(chuàng)了民用電池時(shí)代。

堿性電池出現(xiàn)于20世紀(jì)初,并在20世紀(jì)50年代成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。它的容量已經(jīng)大大提高?;阡\和二氧化錳之間的反應(yīng),一次性堿性電池被制成圓柱形和紐扣狀,為從遙控器到晶體管收音機(jī)等各種設(shè)備提供電力。這時(shí),便攜式電子產(chǎn)品時(shí)代已經(jīng)發(fā)端,為如今的移動(dòng)設(shè)備的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

漸進(jìn)又具革命性的演化

電池進(jìn)化的下一個(gè)飛躍使用了化學(xué)元素鋰作為跳板。隨著手機(jī)等電子產(chǎn)品的出現(xiàn),電池容量需要擴(kuò)大。

基于約翰·古迪納夫和吉野彰等科學(xué)家的發(fā)明,可充電的鋰電池于1991年問(wèn)世。它們因體積小、電壓高、電荷存儲(chǔ)大而成為一種革命性的力量。它們不僅使各種便攜式電子產(chǎn)品成為可能,并在近期推動(dòng)了電動(dòng)汽車的出現(xiàn)。隨著它們的成本大幅下降——現(xiàn)在其價(jià)格僅是30年前的三十分之一,它們已經(jīng)成為信息時(shí)代和實(shí)現(xiàn)零排放交通的重要技術(shù)。

鋰電池還助推了近期物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及。這種電池足夠小巧,可以用于各種創(chuàng)新型可穿戴設(shè)備。它們也足夠柔韌,可以貼附在葡萄酒瓶上,幫助釀酒企業(yè)在運(yùn)輸過(guò)程中監(jiān)測(cè)熱量和濕度。

電池史專家、美國(guó)韋爾斯利學(xué)院環(huán)境研究系主任杰伊·特納指出,改變電池行業(yè)的突破一直是稀有的。

特納說(shuō):“電池領(lǐng)域的許多創(chuàng)新都是對(duì)既有技術(shù)的逐步改進(jìn)——鉛酸電池、堿性錳電池和鋰電池都是這樣。隨著時(shí)間推移,它們?cè)谛阅?、容量和安全性方面微小、漸進(jìn)的改善,推動(dòng)了電池性能的大幅提高。”

推動(dòng)可再生能源的普及

電池技術(shù)的創(chuàng)新將繼續(xù)給世界帶來(lái)變革。如今,大規(guī)模蓄電池組正在幫助穩(wěn)定電網(wǎng),而日本等國(guó)將它們視為到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵技術(shù)。彭博新能源財(cái)經(jīng)的數(shù)據(jù)顯示,到2030年,全球儲(chǔ)能市場(chǎng)預(yù)計(jì)將每年增長(zhǎng)30%。

可再生能源能夠降低碳排放,但考慮到陽(yáng)光并不總是明媚,風(fēng)也不會(huì)一直吹,可再生能源供應(yīng)可能是不穩(wěn)定的。鈉硫電池可以儲(chǔ)存風(fēng)力和日照產(chǎn)生的兆瓦級(jí)數(shù)量的可再生能源,以便在風(fēng)力和日照資源缺失時(shí)使用。在供電中斷期間,這些鈉硫電池儲(chǔ)存的能源可以為成千上萬(wàn)的家庭和企業(yè)供電。

電池已經(jīng)改變了人們工作、生活和娛樂(lè)的方式。隨著電池技術(shù)的不斷發(fā)展,電池可以幫助人們提高對(duì)可再生能源的依賴,幫助進(jìn)一步改變社會(huì),并創(chuàng)造一個(gè)更可持續(xù)的世界。

原標(biāo)題: 電池了不起的進(jìn)化史
 
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