在现代工业中,电池是关键部件,无论是手机还是新能源汽车,电池都是核心部件之一。
但是现在的电池基本都是三元锂电池或者磷酸铁锂电池。这些电池的容量有限,相应的续航能力也有限。
按照现有的电池技术,一部智能手机如果经常使用,最多能续航一天左右,而新能源汽车的续航里程大多在800公里以内。很多人在购买新能源汽车后,都会产生里程焦虑。
为了解决电池寿命的问题,人类在过去的几十年里一直在努力攻克电池技术。如果未来谁能解决续航问题,他可能会成为世界首富。
而且从目前各国电池技术的研究进展来看,很多电池技术已经开始实现突破,甚至有科学家已经研发出了一些超级电池。
早在2016年,乌克兰科学家基舍列夫就声称,他已经开发出了一种续航时间长的电池。
这种电池是一个火柴盒大小的设备。2016年,这款设备已经持续供电一年零四个月,期间没有充电,而理论上这款电池设备可以持续供电11年,相当于单次充电最长使用12年。
那么这个电池到底是什么?为什么能持续这么久?
这种超级电池也被称为氚电池,主要利用氚的关键属性——发射电子发电的能力。
氚是氢的同位素之一,是核聚变的主要原料之一。它有放射性。它包含两个中子和一个质子。它的原子不稳定,可以衰变为质量为三的氦,在衰变过程中会释放出大量的电子。氚电池利用这一特性为一些设备供电。
事实上,氚电池并不是这位科学家在乌克兰的第一个发明。早在2012年,美国佛罗里达州的城市实验室(City Labs)就研制成功了第一块氚电池,这是一种覆盖有氚涂层的太阳能电池,但这种电池在当时的续航里程比较低。
乌克兰科学家基舍列夫选择了增强型电化学电池,其能效是太阳能氚电池的1000倍。理论上,电池在没有外部电源的情况下,最长可以使用12年,最长甚至可能达到20年。
最重要的是,这虽然是核能电池,但是核辐射很小。氚是氢的同位素,辐射很小。而且这种电池在设计的时候,可以涂上一层防辐射的原料,所以对人体影响不大。
此外,与传统电池相比,氚电池的耐温性更强,从零下50摄氏度到150摄氏度以上,抗压抗震能力也非常好。
综上所述,氚电池各方面性能都非常好,是一种理想的电池。
如果这种电池可以用在汽车或者手机上,将会给行业带来巨大的变革。
想象一下,如果这种氚电池应用在汽车上,充一次电需要12年,那该有多美好。
那时候你不用担心充电或者续航里程,想去哪就去哪,车用了报废了,说不定电池还有电。
不过说到这,很多网友可能会有疑问。既然氚的电池那么厉害,为什么没有广泛使用?为什么没有企业生产这种电池?
氚电池虽然续航能力很强,但缺点也很明显,主要有两个方面。
第一、电力太小
氚电池虽然续航时间长,但是功率很小。根据实验数据,氚电池的电压只有2.4V,电流只有50~350纳安,功率最多只有840纳瓦(1纳瓦等于十亿分之一瓦)。
目前新能源汽车的功率已经达到了几十千瓦甚至几百千瓦。我们按照80千瓦计算,也就是说如果要在汽车上安装氚电池,至少需要960亿个火柴盒那么大的电池装置。光是电池就比车大很多。
所以短期内想在车上安装这种电池显然不现实。
第二、价格太贵。
氚电池的主要原料是氚,而地球上的氚元素相对较少。地表氚储量只有3.5公斤左右,开采难度大。目前氚是人工合成的,所以成本很高。市面上一克氚的价格在3万美元左右。
如果氚电池用在汽车上,光是电池的成本就可能达到上亿美元,不是一般的高,而是不可想象的高。
还考虑到氚电池的成本很高,决定了它不能广泛应用于一些电子设备,更不用说汽车了,只能用在一些功率很低的部件上。
当然,随着核聚变技术的不断进步,我们也不排除将来某一天氚电池确实有可能用在汽车上。
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