微型电池将带来绿色能源革命 市场化的潜在挑战(2)

　　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（Chongwu Zhou）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Gary Rubloff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Paul Braun和Ralph Nuzzo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。
 
　　James Tour说：“可再生能源现在很难和石油、天然气竞争。部分困难在于经济。”他是得克萨斯州休斯敦市莱斯大学的材料科学和纳米工程学的教授。他的研究团队创造了一种新的材料，由无数生长在石墨烯上的碳纳米管组成，能够大幅提高能源存储。
 
　　德克萨斯州的Xidex公司和以色列的石墨有限公司正基于莱斯大学的技术，开发一种新型电池。这种技术能在几分钟内给智能手机充满电。Tour说：“这种电池三年内就可以出现在市场上。”
 
　　斯坦福大学的教授崔屹（Yi Cui）认为，他的团队需要三到五年时间才能把一种新型电池市场化。团队成员包括美国前能源部长朱棣文（Steven Chu）。他们的电池被吹捧为“纯锂电池”，在电解质和阳极里都用了锂，普通电池用的是石墨或硅。
 
　　崔屹的团队发现了一个常见问题的解决方案：当锂被放到阳极时，会比其他材料膨胀得更厉害，甚至会耗尽电解液。为了防止这一现象，他们做了“纳米微球”，即一种蜂窝状的微观层，可以产生一种灵活的无电抗性薄膜，把锂阻隔开来。
 
　　今年7月，朱棣文在一则声明中声称，他们团队的电池有潜力把手机电池的寿命延伸三倍，让电汽车行驶300英里。
 
　　崔屹在研究商业化方面有一定的经验。他创立了安普留斯公司，产品是一种新型长效锂离子电池。这是一家硅谷创业企业，朱棣文是董事会成员之一。
 
　　尽管最初的锂离子电池投入市场花了二十年，Crabtree认为，目前的关注点在能源存储——以及纳米科学的好处——他预测这个过程会用到五到十年时间。
 
　　“现在正是把握机会的时刻。人类有机会加速创新的步伐。”（译者：Sky4）