如今世界上許多國(guó)家都在推廣新能源生活方式，比如利用新能源發(fā)電和供電、采用新能源交通工具等等。距離我們最近的應(yīng)該是使用新能源交通工具，平日里叫個(gè)網(wǎng)約車(chē)就有可能坐上新能源汽車(chē)。雖然名為“新能源汽車(chē)”，但大多數(shù)汽車(chē)是電動(dòng)汽車(chē)，如果想要將電動(dòng)汽車(chē)推廣開(kāi)來(lái)，需要解決許多問(wèn)題，比如電池問(wèn)題。

傳統(tǒng)燃油汽車(chē)加滿(mǎn)一箱油后就幾乎沒(méi)有后顧之憂(yōu)，但是電動(dòng)汽車(chē)駕駛者需要時(shí)刻關(guān)注汽車(chē)的電量，提前找好充電的地方，這反映的是現(xiàn)有的電池容量并不高、充電樁設(shè)備建設(shè)不完善等問(wèn)題。根據(jù)外媒報(bào)道，近期來(lái)自瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的結(jié)晶學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在《CellReportsPhysicalScience》上發(fā)表了研究成果，該研究成果指出了制造固體電解質(zhì)的方法。

那么制造固體電解質(zhì)與改善電池容量、提高電池表現(xiàn)有什么關(guān)系呢？這其中存在密切的聯(lián)系，因?yàn)楝F(xiàn)在市面上廣泛應(yīng)用的鋰電池存在多方面的問(wèn)題需要克服。

(資料圖片)

目前得到廣泛應(yīng)用的鋰電池有哪些缺點(diǎn)？

相比起鉛酸電池，鋰電池?fù)碛匈|(zhì)量輕、儲(chǔ)電量多的優(yōu)點(diǎn)，因此鋰電池在最近十年成為了人類(lèi)的“寵兒”。然而科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，鋰元素依然不是最理想的電池元素，因?yàn)樗嬖趦煞矫鎲?wèn)題。一方面，鋰電池內(nèi)的電解液是易燃物體。所謂的電解液就是幫助電子和正電荷移動(dòng)的介質(zhì)，它的存在幫助了電流的移動(dòng)。

易燃的電解液也是過(guò)去國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)多起電動(dòng)汽車(chē)自燃事件的原因，因此鋰電池至今仍然存在這方面的安全風(fēng)險(xiǎn)未得到解決。另一方面，地球上的鋰元素是有限的，它無(wú)法像鐵元素那般廣泛存在，因此能夠制造出來(lái)的鋰電池也是有限的。如果人類(lèi)未來(lái)想要用電動(dòng)汽車(chē)取代燃油汽車(chē)，必須面臨的問(wèn)題是解決電池原料供應(yīng)不足的問(wèn)題。

實(shí)際上鋰電池還有一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，即它的儲(chǔ)電能力也不是最佳的。因此科學(xué)家們?cè)诓粩嗵剿魇欠裼行碌脑?、化合物能夠作為電池的原料，瑞士日?nèi)瓦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)就針對(duì)鋰電池的這些問(wèn)題提出了解決方案。

哪種元素有可能替代鋰元素？

針對(duì)鋰電池電解質(zhì)易燃的問(wèn)題，研究人員提出了使用固體電解質(zhì)來(lái)替代液體電解質(zhì)。至于電解質(zhì)的原料問(wèn)題，有一種元素可能比鋰元素更合適，它就是鈉元素。在元素周期表上，鈉元素距離鋰元素比較近，這意味著它們的化學(xué)性質(zhì)也比較接近。而且鈉元素在地球上的含量相比起鋰元素更加充足，因此有機(jī)會(huì)成為替代鋰元素的候選元素。

然而研究人員同樣發(fā)現(xiàn)一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，鈉元素的質(zhì)量比鋰元素重，導(dǎo)致鈉微粒在電解質(zhì)中的移動(dòng)比較困難。早在2013年的時(shí)候日本科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)鈉元素能夠在硼酸鹽中較好地移動(dòng)，但是硼酸鹽需要在溫度超過(guò)120攝氏度的條件下才能發(fā)揮作用。這種問(wèn)題在日常應(yīng)用中基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，即使要實(shí)現(xiàn)也會(huì)造成巨大的成本，因此以鈉為基本元素制作電池也存在問(wèn)題。

為了解決鈉的移動(dòng)問(wèn)題，科研人員做了哪些研究？

為了解決鈉元素在硼酸鹽中移動(dòng)的問(wèn)題，日內(nèi)瓦大學(xué)的研究人員嘗試降低硼酸鹽的傳導(dǎo)溫度，最終成功地將硼酸鹽的正常作用溫度降至室溫。此外，以硼酸鹽作為電解液，不僅不會(huì)阻礙鈉離子的移動(dòng)，還提高了電解質(zhì)的安全性。更重要的是，硼酸鹽電解液能夠抵抗更高電位差，簡(jiǎn)而言之它可以存儲(chǔ)更多電能。

該研究是新能源電池領(lǐng)域目前少有的創(chuàng)新之作，后續(xù)應(yīng)該還會(huì)有更多的科研人員投入相應(yīng)的研究。倘若該研究未來(lái)可以投入商業(yè)應(yīng)用，那將可能給人類(lèi)的能源行業(yè)帶來(lái)巨大的變革。

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