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文 | 脑极体
从年初到年尾,我们发现,今年的各种大会都在着重强调碳达峰、碳中和的目标与议题,无论是国家级战略层面的考虑还是保护环境人文主义关怀的目的,绿色可持续的发展之路已经是大势所趋。减少碳排放,实现双碳目标以应对气候的变化正在成为全球共识。
这些共识的达成来源于近些年人类惨痛的经历。我们在全球都看到了暴雨肆虐、洪水频发的现象;澳洲七个多月的山火几乎烧尽了森林里的所有,数以亿计的动物被烧死,临近的居民流离失所;南北极的冰盖面积不断的减少。这些频繁的极端气候带来的灾害都在不断提醒着我们,不要再纸上谈兵了,该做出改变了。技术不断升级延伸,在保护自然的生态平衡方面也有施展的天地,也许我们该抽离一些聚焦在人类自我发展的目光抬头看看身处的环境、地球与宇宙。
今年腾讯的科学WE大会,也跳脱出局限在人类自身发展的目光,以“洞天”为主题带领公众望向辽阔的星辰与大海:WE大会有天体物理的黑洞探索,连接大脑的意念打字、深入万米海域的软体机器人等。
在这些前沿知识的分享盛宴中,笔者注意到跟能源与飞行汽车相关的议题,而在此前脑极体也有能源电池与相关飞行汽车内容的输出呈现。此次WE大会带来的电池储能与快充方面的最前沿突破讯息,对之前的飞行汽车和电池内容有很好的补充,还是很值得给读者朋友们分享的。
储能与快充的必要社会各界为什么要反反复复讨论电池快充和储能技术?我们知道人类活动导致的碳排主要来源于化石燃料的消耗。为解决传统化石能源带来的能源危机与污染问题,需要开发和应用更加高效、清洁的可再生能源。在自然界我们知道一些可再生能源比如太阳能、风能、水能等,都是间歇性能源。什么意思呢?就是这些能源的获取需要相应的条件,不能连续绵延不断的产能,因此只有通过储能,才能整合可再生能源,实现连续的、有效的能源利用。
储能也是实现碳中和的有效的手段之一。拿水力发电来说,在汛期的时候,南方比如四川的很多地方水力发电带来的电力能源丰富,甚至在汛期有很多的能源都浪费掉了。在枯水期,大规模使用电力资源的时候,需要再运用火力发电、输能等方式获得电力。如果在汛期运用储能的方式将这些电力资源储备起来,枯水期的时候使用,不用花费财力、能耗生产电力,也能减少能源输送的损耗。这种对可再生能源的储存利用可以增强电力供应的弹性和质量,减少碳能源的消耗。
再比如人手必备的手机,五年前充满电需要六七个小时,现在一个小时的快充就可以充满电了,充电五分钟通话两小时的广告与体验也深入人心。能源的转换与效率得到了极大地提升,3C数码、新能源汽车、航空航天等都离不开电池与快充技术的支持。纵观新能源汽车的发展,我们可以发现新能源汽车的里程不断突破纪录,从2017年300公里的续航到如今突破千公里级别,以前横亘在消费者心中的里程焦虑逐步瓦解。里程续航的问题解决了,电动车汽车的快充与抗冻是消费者的新需求。
而这个需求也有成果涌现,在WE大会上,宾夕法尼亚州立大学材料与工程学教授王朝阳介绍,其关于全气候电池(ACB)技术的研究成果已被2022年北京冬奥运会采用。我们知道新能源汽车冬天趴窝的特性几乎是阻挡新用户和折磨老用户出行的拦路虎。冬天北方的低温几乎干掉所有想要驰骋的新能源汽车,主要的原因就是跟电动车电池性能有关。电动车主要搭载的电池是锂离子电池,而低温会让锂离子电池的性能下降,当温度降到一定程度,电池内部电解液的黏度会像蜂蜜一样增大甚至凝固,使电池无法正常工作。如果解决掉这个关键的问题,新能源汽车的规模发展将革新重塑汽车百年的行业。
但是让锂电池具有良好的低温性能,同时又安全性高、成本低、充电速度快,是该领域内一个高难度的挑战。
变身完美电池要攀登的珠峰电池的发展已经走过快两百年的历史,如今锂离子电池是最为出众的二次储能电池,因为其高工作电压、快速充放电特性、长循环寿命、无记忆效应等众多优点,成为当今数码产品及电动汽车大规模应用的第一选择,其他的作为储能的电池也有铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池等。
虽然锂离子电池的性能优秀但发展也有其难以跨越的挑战与障碍。电池与储能技术目前面临的挑战主要包括:
稿源:(钛媒体APP)
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标题:电池|在WE大会看见出行未来:告别拥堵,15分钟飞到办公室