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　　西班牙研發(fā)鈣電池替代鋰電池

　　參考消息網(wǎng)二月二十二日?qǐng)?bào)道據(jù)西班牙《國(guó)家報(bào)》網(wǎng)站二月十五日?qǐng)?bào)道，西班牙研究人員正在研發(fā)一種用鈣代替鋰的原型電池。

　　自發(fā)現(xiàn)電以來(lái)，發(fā)明家們一直致力于尋找儲(chǔ)存電能的方法。沒(méi)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，電池就成為最常見(jiàn)的化學(xué)儲(chǔ)能方式，但為了使電池便于攜帶以及可充電，他們又耗費(fèi)了幾個(gè)世紀(jì)的時(shí)間來(lái)調(diào)整電池的元素組合，最終形成了今天人類賴以生活和生產(chǎn)的電池設(shè)備。

　　作為便攜式電子設(shè)備時(shí)代的真正主角，鋰電池似乎注定要取得空前的成功。鋰的提取成本高昂，處理起來(lái)也很危險(xiǎn)，這使其變得難以加工和回收。對(duì)鋰的需求超過(guò)了可用的資源。鋰資源的特點(diǎn)是在地理上孤立分布(在澳大利亞荒野等地方被人發(fā)現(xiàn))，這提升了鋰供應(yīng)鏈的復(fù)雜性。

　　歐盟的數(shù)據(jù)顯示，到2050年，要滿足電動(dòng)汽車的電池需求，以及儲(chǔ)存達(dá)到歐盟綠色協(xié)議設(shè)定的碳排放目標(biāo)所需的可再生能源，歐盟要的鋰將是當(dāng)前供應(yīng)的60倍。

　　基于此前提，巴塞羅那材料科學(xué)研究所的羅莎·帕拉辛等研究人員，正試圖利用歐洲現(xiàn)有的儲(chǔ)量更豐富的元素，來(lái)制造具有相似性能的電池。她和她率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)(成員來(lái)自多個(gè)歐盟國(guó)家)已著手研制基于鈣的原型電池。鈣在元素周期表中的位置靠近鋰。該計(jì)劃由隸屬歐洲創(chuàng)新理事會(huì)的一項(xiàng)基金資助，并被命名為CARBAT項(xiàng)目。

　　鈣是一種極為常見(jiàn)的元素，儲(chǔ)量約為鋰的2000倍，存在于骨骼、黏土等許多其他物質(zhì)中。帕拉辛說(shuō)："它是地殼中最豐富的元素之一。它不像鋰那樣集中在特定的地理區(qū)域。而假如原材料成本低廉，那么用其制造的電池也能具備這樣的優(yōu)勢(shì)。"

　　和鋰電池使用石墨作為負(fù)極相比，使用鈣作為負(fù)極更加有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗哪芰棵芏雀?，即每公斤?chǔ)存能量的能力更強(qiáng)。

　　帕拉辛說(shuō)："用這種配置的話，理論上，我們可以在使用金屬作為電極之一的情況下，使能量密度達(dá)到非常高的水平。"

　　鋰電池的能量密度無(wú)法達(dá)到這種水平，因?yàn)樗鼈儾荒苁褂酶呋钚缘慕饘黉囎鳛殡姌O。這樣做通常會(huì)形成微小的剛性樹狀結(jié)構(gòu)，稱為樹突，多次使用后可能會(huì)導(dǎo)致電池短路甚至爆炸。

　　帕拉辛說(shuō)："在電動(dòng)汽車使用相同規(guī)格電池的情況下，假如能找到合適的正極，將能夠延長(zhǎng)續(xù)航里程。"

　　然而，選擇打造原型電池所需的其他組件(例如離子流過(guò)的電解液)的過(guò)程很復(fù)雜。帕拉辛說(shuō)："鈣離子和溶劑分子之間的許多相互用途發(fā)生在電解液中，這會(huì)降低鈣的流動(dòng)性。"電解液出色的導(dǎo)電性將有助于離子加快移動(dòng)速度，從而增大電池的功率。

　　為了克服這一障礙，研究人員開發(fā)了各種鹽和溶劑的模型，為的是找到一種能夠在鈣電極上形成鈍化層以促進(jìn)離子移動(dòng)的電解液。帕拉辛說(shuō)："似乎所有發(fā)揮功效的電解液都含有硼。"