中国研究人员开发出的“豆腐盐水电池”或可终结锂电池时代 中国香港和内地的研究人员开发出了一种新型电池,这种电池比锂离子电池更环保、更耐用,并且使用豆腐卤水作为电解液。这种新型水电池目前仍处于研究阶段,但如果该技术能够具备足够的可扩展性以进入商业市场,那么它将对能源和科技行业产生重大影响。 “与现有的水基电池系统相比……我们的系统在中性条件下具有出色的长期循环稳定性和环保特性。”由来自香港城市大学和广东深圳南方科技大学的科学家组成的研究团队在本月发表于《自然通讯》的一篇论文中如是说道。 研究人员发现,他们的电池模型可重复充电超过 12 万次。“在超过 10 万次的循环使用后,这意味着这种单一的水基电池至少可以使用十年左右。”《Interesting Engineering》近期的一篇关于这一突破的报道中这样写道。“对于像电网存储(太阳能电场、风力平衡)这样的应用来说,这具有极大的价值。”该文章接着说道。 这种电池的使用寿命将明显优于当前市场上的主流电池技术。锂离子电池在经过 1000 至 3000 次充电循环后就会出现性能下降。这无疑具有革命性意义,因为寻找一种替代锂离子电池的技术来为可充电设备供电,是大型科技公司和全球能源行业的重要任务。 此外,这些豆腐盐水电池可能比锂离子电池更安全、更环保。据研究作者称,完整的电池是环保且无毒的,并且可以按照各种标准直接丢弃到环境中。“水基(也称为水性)电池也可能具有较低的生产成本,因为它们所使用的成分不仅不稀缺,而且也不危险。 锂的开采对环境有害,容易引发火灾,其供应链还存在地缘政治方面的风险。目前,中国独自掌控着全球一半的锂市场,并且正在迅速扩大其市场份额。到 2024 年,全球超过八成的电池单元都是在中国生产的。这意味着,找到一种能在电网规模储能和电动汽车等应用中与锂离子电池相竞争的电池模型,将对全球市场产生革命性的影响。 世界各地的研究人员都在竞相开发电池模型,以期使市场更加多样化,从而使其更具竞争力和更强的适应性。这些模型在尺寸、组件和应用方面差异很大,目前正在研发的模型包括下一代钠离子电池、量子电池、核电池,甚至还有沙子和泥土电池。 当然,这其中存在一种讽刺意味:替代锂离子电池的领先技术也正在中国的实验室中研发。如果这种新型的豆腐盐电池能够实现规模化生产,并能在实验室之外得到应用,那么这将只是朝着中国实现清洁能源技术价值链近乎全面主导以及成为世界首个和首屈一指的“电气化国家”这一目标迈出的又一步。 中国在全球电池制造领域的显著优势使其在全球经济中拥有了重要的制衡力量,因为全球正以迅猛的速度向电气化方向发展。据估计,到明年,欧洲对电池中锂的需求将达到千吨量(数千吨碳酸锂当量),而北美对锂的需求将达到 250 千吨碳酸锂当量。可以肯定的是,其中绝大部分需求将由中国供应。 其他国家也意识到了这种依赖所带来的风险,并正在竭力保护和促进本国的电池制造业发展,但这些努力可能力度不够、为时已晚。“要让未来十年能在亚洲以外地区形成具有全球竞争力的电池制造业,企业需要做的远不止确保符合监管要求这一项,”麦肯锡公司 1 月份发布的一份报告总结道。“需要在多个方面克服重重挑战,这些方面涵盖供应链、人才管理、运营以及技术等领域。”
