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電池人的倔強:一個堅信鋁空氣電池能拯救世界的英國工程師

2022-04-22


几十年前,特雷弗·杰克逊(Trevor Jackson),英国的这名年轻水师工程师对潜艇中运行的电池发生了兴趣。在其时险些没人知道,21世纪,电池将成为科技领域最大的行业之一。陪同着对电池的好奇心,在约莫20年前的时候,他决定追寻那个在海浪下降生多年的梦想。

  几十年前,特雷弗·杰克逊(Trevor Jackson),英国的这名年轻水师工程师对潜艇中运行的电池发生了兴趣。在其时险些没人知道,21世纪,电池将成为科技领域最大的行业之一。陪同着对电池的好奇心,在约莫20年前的时候,他决定追寻那个在海浪下降生多年的梦想。

  特雷弗·杰克逊(Trevor Jackson)忠于研究,他对锂电池很感兴趣,锂电池如今已经成为电池行业的主导,但越发让他着迷的是对铝空气电池的研究。

  傑克遜如何走上鋁空氣電池之路?

  杰克逊喜爱冒险,在获得了工程学学位后,他来到劳斯莱斯(rolls Royce)从事修理反映堆的事情,又通过不列颠尼亚皇家水师学院(Britannia Royal Naval College)回到了海上。冷战结束后,杰克逊回到工业界,在格拉斯哥的英国航空航天公司(BAe)从事潜艇系统的事情,由此他开始对电池发生兴趣。

  1999年,在加州氫燃料電池公司發展壮盛之際,他離開英國航空航天公司,創辦了自己的燃料電池公司。通過研究其他技術,他發現了金屬空氣電池,技術上稱其爲“(鋁)/空氣”電池,鋁空氣電池系統可以産生足夠的能量和動力,可用于提高行駛裏程和加速,能量類似于燃油汽車系統所提供的。

  其實多年來,一些被稱爲“金屬空氣”的電池已經乐成地應用于“離網”系統,這類電池中最吸引人的金屬是鋁,因爲它是地球上最常見的金屬,也是能量密度最高的金屬之一。鋁空氣電池産生的唯一的廢物是氫氧化鋁,但它可以作爲原料被返回冶煉廠以制造更多的鋁。因此,這種循環與石油工業是分離的,是高度可持續的,甚至可以通過接纳鋁罐來制造電池。

  想象一下——一個與高汙染石油工業分離的能源是多麽卓越。

  爲何鋁空氣電池無法應用于主流?

  傑克遜著迷于他的鋁空氣電池研究,他租了一間實驗室,又回到了開發工程師的崗位,他不停地思考、制作、測試和調整。但同時傑克遜也發現了一個問題:幾乎沒有人在主流應用中使用鋁空氣電池,爲什麽?

  最重要的原因是電解質。電解質是電池內部的一種化學介質,它允許電荷在陰極和陽極之間流動,當一個設備連接到一個電池——一個燈泡或一個電路——電極上發生化學反應,從而産生電流到設備。但當鋁空氣電池開始運行時,化學反應會産生一種“凝膠”,這種副産品會逐漸阻塞進入電池的氣道,破壞鋁空氣電池的效率,對于研究人員來說這是一個棘手的問題。

  經過大量的實驗,2001年,傑克遜開發了一種他認爲的革命性的鋁空氣電池電解質,這種電解質有可能消除阻礙其商業化的問題。他認爲,有了這種電解質“一切都很穩定,氫氣和凝膠幾乎都消失了,電力要好得多。”