中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：電池是一種極其重要的技術(shù)，現(xiàn)代生活離開電池將無法想象。但很多工程師認(rèn)為目前電池的性能不盡人意，其性能依然具有很大的提升空間。如果能以合理的價(jià)格生產(chǎn)出性能更好的電池，不僅能使內(nèi)燃機(jī)成為多余，而且也能使人類廣泛利用風(fēng)能和太陽能，引領(lǐng)人類進(jìn)入零排放燃料時(shí)代。誠(chéng)如此，確實(shí)將是一場(chǎng)綠色能源革命。然而，人類對(duì)這場(chǎng)革命的期待已經(jīng)太久。期待時(shí)間越久，人們就越懷疑它是否會(huì)真正發(fā)生。
2012年12月，美國(guó)成立的國(guó)家級(jí)“能源存貯研究聯(lián)合中心”，希望能證明懷疑論者是錯(cuò)誤的。該中心聚集了美國(guó)能源部下屬的5個(gè)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室、5所大學(xué)和4家私營(yíng)公司從事能源研究的頂尖科學(xué)家。時(shí)任美國(guó)能源部長(zhǎng)朱棣文指出：“這是一個(gè)世界一流科學(xué)家和一流公司組成的合作團(tuán)隊(duì)，他們將確保世界最先進(jìn)的電池技術(shù)在這里研發(fā)出來并在美國(guó)生產(chǎn)?！贝伺e是繼日本之后第二個(gè)由政府主導(dǎo)、產(chǎn)學(xué)研合作組建有形實(shí)體的國(guó)家級(jí)動(dòng)力電池研發(fā)機(jī)構(gòu)，是美國(guó)政府著力推動(dòng)先進(jìn)動(dòng)力電池發(fā)展的一項(xiàng)重大舉措。
據(jù)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志報(bào)道，該中心最近獲得了美國(guó)能源部提供的1.2億美元研究經(jīng)費(fèi)，其目標(biāo)非常宏偉——在未來5年內(nèi)使電池容量增加到5倍，成本降為五分之一。
積極的探索方案
克瑞斯·普佩克是美國(guó)阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一位工業(yè)化學(xué)家，他很堅(jiān)定地在空中晃動(dòng)著一個(gè)裝有白色粉末的試管。普佩克的同事只需少量粉末，便能分析出它是否有潛力成為電池研究領(lǐng)域可采用的最新材料。普佩克博士的工作職責(zé)就是確定新材料是否具備轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的潛力。簡(jiǎn)言之，就是發(fā)現(xiàn)具有合適屬性的新材料用以制造價(jià)廉且能批量生產(chǎn)的電池，并將具有潛力的新材料轉(zhuǎn)給工業(yè)界進(jìn)行測(cè)試。他和同事們希望至少發(fā)現(xiàn)一種能引發(fā)一場(chǎng)革命的新材料。
大多數(shù)電池——從最初用于發(fā)動(dòng)汽車的笨拙鉛酸蓄電池，到現(xiàn)在為電子書讀寫器、手表等提供動(dòng)力的造型優(yōu)美的小型鋰電池——都必備三個(gè)部件：兩個(gè)電極（陽極和陰極）和電解質(zhì)（包括固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種形態(tài)）。而開發(fā)新型電池的技巧，就是深入探究上述三個(gè)部件的材料，致力于優(yōu)化電池性能和降低成本。普佩克手中的白色粉末就是此類新型材料中的一種。
為了發(fā)掘更多的此類材料，阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室利用了麻省理工學(xué)院戈布蘭德·辛德爾博士創(chuàng)立的、依然在不斷擴(kuò)展的物質(zhì)百科全書——“材料計(jì)劃”，該計(jì)劃旨在建立一個(gè)可與谷歌相媲美的網(wǎng)絡(luò)引擎，專門用于搜索各種材料的屬性，能讓來自大學(xué)、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)界的科學(xué)家共享信息，以促進(jìn)新材料的研發(fā)。研究人員通過超級(jí)計(jì)算機(jī)描繪出各種無機(jī)化合物的屬性，包括其穩(wěn)定性、電壓、電容和氧化狀態(tài)等，并將這些結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫。截至2011年底，該數(shù)據(jù)庫已經(jīng)收錄了1.5萬多種無機(jī)化合物，而且每天還會(huì)吸納數(shù)百種“新成員”。在探尋更優(yōu)電極材料進(jìn)程中，阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室將此計(jì)劃作為“參考圖書館”，并希望能為它“增磚添瓦”。
