下一代新的电池技术

随着全球电力需求的增长，我们正在寻求更好的电池技术，不仅要让智能手机长时间充电，还要运行电动汽车，储存太阳能和风能产生的能源。

在过去的25年中，锂电池一直占据主导地位。在相对较小的空间和重量中包含大量的能量，这些对于移动电话和电动汽车的需求比以往更大。事实上，用汇丰银行的保罗·布洛克瑟姆的话说，2017年是锂电池的极限。该商品的价格上涨了240％。2015年锂电池占锂电池使用量的比例为35％，高于2007年的25％，电动汽车，手机和个人电脑占该市场的60％。然而，对于那些看到手机电池突然耗尽的人来说，锂电池的局限性是显而易见的。人们越来越关注寻找替代技术。研究公司CCSInsight表示，“现有的锂电池及相关充电技术已经到了极限。”

三星在去年11月透露，它开发了一种基于“石墨烯球”的技术，可以将其电池容量提高45％，并将充电速度提高五倍。热衷于把GalaxyNote7手机中爆炸性电池的记忆抛在身后，三星一直在为电池研究投入大量精力，并且欢迎基于石墨烯的动力装置仅需12分钟即可完全充电的消息受到很多人的欢迎，然而，这项技术与高通的快速充电系统类似，实际上只是锂的增强而非替代。

石墨烯一直被视为未来能源需求的重要组成部分。正在研究的其他替代品包括燃料电池，光合作用，固态技术，钠离子，太阳能，泡沫，铝石墨，沙子甚至人体皮肤。其中许多具有比锂电池更安全或更丰富的优势，锂电池的生产主要由少数公司主导。然而，对这些技术的研究在很大程度上仍然存在于实验室中，几乎没有迹象显示即将完全商业化。氢燃料电池最早发明于19世纪30年代，长期以来被视为锂电池最可行的替代品。然而，自20世纪90年代氢气开发的鼎盛时期以来，该技术一直受到高材料成本的阻碍。在利用氢气作为替代能源方面取得了一些进展，但最终目标是使用燃料电池来改造运输市场。日本在丰田和本田都在推动技术发展方面处于领先地位。但它仍然是一项艰巨的任务。智能能源是一家英国燃料电池公司，与开发智能手机技术相关联，在承认销售崩溃可能导致股东价值很小或没有价值之后，于10月份悄然出售给其投资者之一。需要电池创新的一个领域是可穿戴技术的新兴市场。刚性电池不适用于智能等新兴领域，因此学术界一直在开发更灵活的模型。8月曼彻斯特大学的研究人员透露，他们已经开发出使用石墨烯氧化物的技术，以创造一种可以印在织物上的类似墨水的物质。这种墨水与棉花一样灵活，可作为固态柔性超级电容器，可快速为电子元件充电。

石墨烯研究所研究员NazmulKarim博士表示，这一突破是新型充电技术发展的重要一步。“它将开辟一条环境友好且具有成本效益的智能电子纺织品的可能性，可以同时储存能量并监测人类活动和生理状况，”他说。与此同时，一家荷兰公司开发出一种仅使用水和盐的可持续电池。AquaBattery开发了一种系统，其中含有微咸水流过一叠膜以储存能量。第一个“蓝色电池”试点项目于11月在荷兰代尔夫特市开始，以证明将电能转化为化学能的系统与AquaBattery所说的一样可扩展。最初参与蓝色电池概念的团队成员MeiNelissen在TedX的一次演讲中表示，当它证明系统能够正常工作时，它开启了解决问题的可能性。可再生能源行业面临的主要难题–储存能量，以便在风不吹，太阳不发光时使用。这仍然是电池市场的挑战。在这里和现在，需求呈指数级增长，特别是在智能手机市场，消费者在手机电量不足时熟悉“红区恐慌”。蓝色电池在10月赢得了埃森哲的“循环经济”奖，但该系统仍远未实现商业化。Deloitte的技术，媒体和电信研究主管PaulLee表示，他预计不会很快改变。“在未来五年内，锂电池可能仍然是智能手机中几乎所有电池的基础。目前，似乎没有电池技术可以发展到足以被测试和考虑到可以取代锂电池的供应链。”