博文

【原创】漫话空气电池

已有 1131 次阅读2016-9-26 04:39 |系统分类:科技教育| 电池分享到微信

【原创】漫话空气电池

文/简浩

2010年美国能源部启动“寻找奇迹的行动”，资助多项新型汽车燃料技术和研发新电池项目。

石油危机、能源危机已迫在眉睫，美国联邦政府加大了对可再生能源研发的投入，当时的能源部长朱棣文将其称为“寻找奇迹的行动”。该行动是新成立的高级研究计划局——能源办公室（ARPA-E）工作的一部分，该机构旨在为高风险、高回报的项目提供资金。

ARPA-E将通过拨款支持突破性能源技术的发展，增强美国经济和能源安全，减少对进口石油依赖和能源相关的温室气体排放，提高所有经济部门的能源效率，确保美国在发展和部署先进能源技术上保持领先地位。

其中，资助的就有空气镁电池的大容量化研究项目，由美国麻省理工学院（MIT）的科学家吉布兰德·塞德尔教授和其学生共同研发，塞德尔还成立了一家公司专门着手“材料基因组”的研发工作，该理念得到能源部官员的青睐，美国能源部投入了320万美元资助其研发。公司打算用镁来制造空气电池，现在所用的电池中，无论是锂离子电池还是传统的铅酸电池，随着电池的充电和放电，只有一个电子在阳极和阴极间穿梭。但是，镁原子携带两个电子，因此存储同样能量，电池的大小和重量可能只有普通电池的一半。该电池的工作原理为通过空气中的氧气和金属镁发生化学反应产生电能。

德尔教授急于获得美国能源部资助，不代表成功，项目有头无尾。

空气电池也是化学电池，原理与干电池近似，不同的是它的氧化剂取自空气中的氧，比如，有一种空气电池，以锌为阴极，以氢氧化钠为电解液，而阳极是多孔的活性炭，因此能吸附空气中的氧以代替一般干电池中的氧化剂（二氧化锰），而现在，若以石墨烯材料作电极制造的空气电池，效能更好，还可替代锂电池用在手机电源，但比锂电池安全，体积更小，储电更多，市场未来前景特别可观。

日本的科技情报无孔不入，信息灵，速度快，深知镁空气电池的市场广、利润大，于是仿造美国能源部镁空气电池科研项目，日本国内参与仿造的机构有：古河电池、尼康、日产汽车、日本东北大学（研究型大学）、宫城县日向市等产业界、学界、政府方面的11个单位，《日本经济新闻》还为其专门报道。

镁是一种有光泽有延展性的二价金属元素，非常诱人，镁的密度小，离子化倾向大，核内质子数：12，核内中子数：12，核外电子数：12，核电荷数：12，电子层数：3。