液态电池

我们都有过这样的经历——你需要你的手机来拨打紧急电话或查看地图，然后…电池没电了。获得更好的电池不仅可以改变我们对智能手机的使用，而且是让人们使用电动汽车的最大挑战之一。虽然自上世纪80年代以来，电池已经取得了突飞猛进的进步，但仍有很长的路要走，近年来进展停滞不前。但好消息是，格拉斯哥化学家李·克罗宁(Lee Cronin)提出了一种全新的电池概念:一种可以像汽油一样泵入的超级充电液体。克里斯·史密斯问他是什么阻碍了目前的电池技术，以及他的新系统是如何工作的……

李:电就是流动的电子，我们制造电池，或者用电池储存能量的方法就是把尽可能多的电子塞进罐子里。当我们把它们挤进去时，它们会相互挤压，从而加热电池材料。电池开始变得有点太热，如果太热，它就会开始退化。

克里斯-你是怎么克服的?

李:我们很擅长制造纳米团簇，这些基本上是在纳米尺度上的金属块，我们可以在很小的空间里添加很多电子。因为我们可以把它们加入到这个压缩的空间中，它们可以在没有太多热量的情况下进入。最美妙的是，我们可以在里面放很多纳米分子，因为分子是纳米分子，它就像一个笼子，保持得很好，不会散开。

Chris:所以这是一种全新的电池材料?

李:是的。我们还用这种材料做了一个液流电池，所以电池材料实际上是液体。我们实际上把电子倒进纳米团簇中它实际上是在水中。

克里斯:是什么化学物质使你能做到这一点?

李-这是氧化钨的衍生物。它实际上就像一个丰富的铁锈。与氧化铁相比，这是一种非常昂贵的铁锈，但原理是一样的。氧化物能够将电子储存在团簇内的金属上。所以如果我们可以用18个金属组成一个簇，就像我们现在看到的，我们可以在一个非常小的纳米体积内容纳18个电子。

克里斯-好的。所以给我画一幅图，因为每个人都熟悉金霸王电池，或者everady电池的样子:你知道我们买的那种电池，我们把它放在电视遥控器里。这个和那个有什么不同?

在金霸王电池中，电池有一个固体电解质，其中的化学物质混合成固体。但在我们的系统中，我们能够在电极之间流动电解质，我们称之为“阳极”和“阴极”。关键是，当金霸王的电池电量耗尽时，你要么给它充电，要么把它扔掉。在我们的电池中，你能做的就是给它充电，但如果你需要快速充电，你只需要把液体排出，然后再加满油箱。这就像一个汽油箱。

所以我们想象我们可以把它放到电动汽车上，当电动汽车没电了，你就可以去加油站了。但不是用柴油或汽油来填充，而是先取出用过的电解液，然后倒入充满电的新电解液。这只需要几秒钟，然后你就可以再次开着你的电动汽车飞驰数百英里。

但是，关键的是，你可以再生耗尽的电解质吗?

李:没错。因为这种材料无法降解，所以你只需再次回收即可。可能会用油罐车把它运到发电站，给它充电，然后带回来。最美妙的是它使用了我们所有的液体基础设施所以人们不会有里程焦虑“我能找到一个插头吗，我能找到一些电吗?”他们习惯于去加油站取油，然后把油放进油箱里。

Chris -你的新电解质系统与目前业界最好的系统相比如何?

李:实际上，很好。事实上，它实际上比现在所取得的成果要好一点，我们确实有一个新的想法，可以使它达到五倍的效果。但现在我想说的是，我们的充电速度是现在的1.5倍，但我们可以将充电速度提高很多倍。嗯，不是充电，而是除去电解液，放入新的东西。

克里斯:安全吗?

李:嗯，它有腐蚀性。就像铅酸电池;它具有很强的腐蚀性，你需要小心，不要烧伤自己，你使用的材料也能胜任这项工作。但与铅酸电池相比，我想它是相当安全的。