北京時(shí)間5月9日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，豐田北美研究所（TRINA）的工程師認(rèn)為他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了在充電電池中使用鎂的秘密。它將取代鋰成為手機(jī)和汽車(chē)等電池的一個(gè)更安全、更高能量的選擇。

電池原理

在充電電池中，鎂被認(rèn)為是鋰的一種潛在的替代物已經(jīng)有一段時(shí)間了。鋰在空氣中不穩(wěn)定且在暴露空氣中時(shí)會(huì)發(fā)生燃燒，所以為了使鋰電池更安全，需要減少鋰的用量并將鋰嵌入到石墨棒中。這減少了金屬的數(shù)量（減少密度），從而限制了鋰電池可以存儲(chǔ)的電量。為了增加密度，工程師們?cè)阡嚭褪幕旌弦约半姵氐男螤钌舷鹿Ψ?，但這種平衡是棘手的。

另一方面，鎂在空氣中是穩(wěn)定的，且比鋰能夠存儲(chǔ)更多的能量。但麻煩的是，要在形成一個(gè)不降低鎂密度的電解質(zhì)的同時(shí)進(jìn)行電量的有效轉(zhuǎn)移已被證明是困難的——直到在氫燃料電池研究的一個(gè)發(fā)現(xiàn)改變了這一點(diǎn)。

豐田首席科學(xué)家和化學(xué)工程師莫塔蒂（Rana Mohtadi）聽(tīng)到同事在討論開(kāi)發(fā)鎂友好型電解質(zhì)的困難。她意識(shí)到她正在開(kāi)發(fā)的儲(chǔ)氫材料可能有利于含鎂電池的開(kāi)發(fā)。她隨之成立了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，并且開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。

豐田研究小組的負(fù)責(zé)人保羅（Paul Fanson）將這個(gè)發(fā)現(xiàn)歸因于TRINA研究人員的多樣性以及該機(jī)構(gòu)的協(xié)作文化。

這個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將這個(gè)發(fā)現(xiàn)以論文的形式發(fā)表于《應(yīng)用化學(xué)國(guó)際版》。他們希望豐田以外的其他研究人員能夠使用這個(gè)材料并加速實(shí)用鎂電池的開(kāi)發(fā)。但在鎂電池用在我們的智能手機(jī)之前，仍有一段路要走，研究人員預(yù)計(jì)這些電池至少還需要20年才能成為主流。他們希望將這個(gè)發(fā)現(xiàn)公之于眾有助于加速開(kāi)發(fā)。

電動(dòng)車(chē)VS氫燃料車(chē)，誰(shuí)將贏得未來(lái)？

在去年12月舉行的聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)上公布的《巴黎協(xié)定》表明，包括汽油和柴油在內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)將在未來(lái)的汽車(chē)市場(chǎng)逐漸失去地位。專家推測(cè)，根據(jù)這份2020年生效的《巴黎協(xié)定》所規(guī)定的全球溫室氣體排放的減少量，環(huán)保汽車(chē)市場(chǎng)的規(guī)模將會(huì)大幅增加。

兩種類型的環(huán)保汽車(chē)被認(rèn)為將會(huì)主導(dǎo)市場(chǎng)，它們是電動(dòng)車(chē)和氫燃料汽車(chē)。這兩種類型的汽車(chē)都具有相同的有點(diǎn)：零排放。

由于比電動(dòng)車(chē)和氫汽車(chē)用起來(lái)更便宜和更方便，混動(dòng)車(chē)在今天的環(huán)保汽車(chē)市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。但很多人推測(cè)，在2021年開(kāi)始收緊排放政策之后，汽車(chē)市場(chǎng)將很快轉(zhuǎn)向電動(dòng)車(chē)和氫燃料汽車(chē)，這些汽車(chē)不會(huì)排放出二氧化碳。

根據(jù)國(guó)際會(huì)計(jì)和咨詢機(jī)構(gòu)畢馬威的數(shù)據(jù)，到2020年，全球4.6%的汽車(chē)（510萬(wàn)輛）將會(huì)使用電力驅(qū)動(dòng)。彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)測(cè)，到2040年，電動(dòng)車(chē)將占到全球汽車(chē)銷(xiāo)量的35%。另外根據(jù)韓國(guó)汽車(chē)研究所的數(shù)據(jù)，全球混動(dòng)車(chē)的銷(xiāo)量四年來(lái)首次下降，同比下降11.6%（146萬(wàn)輛）。

IHS：氫燃料汽車(chē)到2027年恐還不及市場(chǎng)的0.1%

由于擁有更短的加油時(shí)間和零排放，氫燃料電池技術(shù)被視為清潔動(dòng)力的一個(gè)“兩全其美”的方法。問(wèn)題是，這種車(chē)輛和氫配電系統(tǒng)都是造價(jià)昂貴的，所以這個(gè)領(lǐng)域迄今為止非常狹窄。只有三款氫能汽車(chē)在產(chǎn)——豐田Mirai，本田Clarity和現(xiàn)代ix35/Tucson——這個(gè)市場(chǎng)要達(dá)到有利可圖的水平可能至少還需要10年左右。

IHS Automotive預(yù)計(jì)到2027年，氫燃料汽車(chē)每年的銷(xiāo)量將超過(guò)7萬(wàn)輛，雖然這意味著取得了距今以來(lái)的一個(gè)大幅度增長(zhǎng)，但這個(gè)數(shù)字只占總的新車(chē)銷(xiāo)量的不到一千分之一。隨著歐洲汽車(chē)制造商進(jìn)入該領(lǐng)域，未來(lái)十年左右將會(huì)有超過(guò)14款氫能汽車(chē)被引進(jìn)。這也就是說(shuō)，考慮到每個(gè)氫燃油泵需花費(fèi)300萬(wàn)美元，基礎(chǔ)設(shè)施將是一個(gè)挑戰(zhàn)，未來(lái)十年全球只有大約100個(gè)公開(kāi)的氫氣站。