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电池时代(中) 利用空气的终极电池

2022/05/09

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      利用空气产生电力的终极蓄电池或许会在不远的将来实现,这一前景已经浮现。其名称为空气电池。与以往的电池不同,不需要电极,重量也仅为现有的锂离子电池的5分之1。包括韩国和中国企业在内,开发竞争正日趋激化。兼具轻量和大容量的蓄电池将成为力争在2030年代以后普及的飞行汽车不可或缺的动力源之一。

       

SkyDrive正讨论开发的飞行汽车的效果图(该公司提供)

   

      在日本,每年因道路拥堵而造成的经济损失高达10万亿日元以上。在城市里,有时行驶10公里要花30分钟,很浪费时间。据世界卫生组织(WHO)统计,全球每年有约130万人死于交通事故。

  

      虽然至今没有称得上王牌的解决对策,但能成为选项之一的是利用比道路更宽阔的空中。不过这一选项目前令人感觉像是无稽之谈。这背后也是因为我们尚无法获得足以使汽车悬浮在空中的轻量且优质的蓄电池。今后的时代自然也不可能依靠燃烧化石燃料去飞行。

 

      最高时速达到40~50公里——从事飞行汽车开发的日本企业SkyDrive(位于东京新宿区)计划在2025年前后使双座款的飞行汽车应用于出租车和紧急送医。这需要不断延长据称目前仅为约为5~10分钟的飞行时间。

 

      熟悉电池研究的日本企业APB(位于东京千代田区)的首席执行官(CEO)堀江英明表示“汽车要飞行约1小时,需要每公斤450瓦时以上容量的电池”。对于锂离子电池来说,300瓦时将成为天花板。如果能降低电池的重量,表面上的容量将增加,但占锂电池整体重量近一半的电极(正极)将对轻量化构成阻碍。

 

      在此背景下,轮到空气电池的登场。通过大胆改变结构,利用从空气中获得的氧气取代正极,然后与利用锂金属制造的电极结合。只要获得外界的空气,就成为电池的材料。如果正极被取消,锂金属将占更大空间。这样就具备在重量轻的同时锂增多,进而能增加蓄电容量的优点。

   

     

      在产生电力之际,从电池缝隙进入的作为“帮手”的氧气会在容器的碳和树脂之中与锂离子结合。氧原子容易形成氧化物的团块,将合力驱动电子。借助充电,完成工作的氧原子离开团块,与锂离子分别,重新流向外部。

  

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