復旦大學研發(fā)新型鋰電池 電動車充電十秒可跑100公里
記者日前獲悉，復旦大學吳宇平教授領導的課題組突破傳統(tǒng)舊制，首次提出“電位穿越”理論，并制成了平均充電電壓為2.4伏、放電電壓為4.0伏的新型水溶液可充鋰電池(簡稱為“水鋰電”)，這一成果大大突破了水溶液的理論分解電壓1.23伏。最新一期《自然》雜志子刊《科學報道》刊發(fā)了這一最新研究成果，該成果已引發(fā)美國能源研究機構、企業(yè)關注。
據了解，傳統(tǒng)方法制造的鋰電池生產成本較高，且其中有機電解質溶液存在一定安全隱患。業(yè)界一般采用“極化”方案(即不斷嘗試使用新型的材料制作電極)來解決水鋰電的核心問題——防止鋰離子和水在低電位發(fā)生反應。但該方案只能使水鋰電所產生的電壓最多達2.0伏，且充放電效率低。
吳宇平教授則另辟蹊徑，用高分子材料和無機材料制成復合膜，包裹在金屬鋰外。這層復合膜幫助鋰離子的電位在正負極之間“時空穿越”——在它的作用下，質子和水分子無法在低電位下得到電子，就不會在鋰離子遷移過程中產生損耗。吳教授打趣說：“你可以把它看成一道‘任意門’，鋰離子的電位經過膜，一下就到了負極，然后又直接從負極回到正極，就好像科幻片中，人跨過蟲洞可以直接在地球和外太空之間往返。”正因此，課題小組把這一新發(fā)現稱作“電位穿越”。
據介紹，該包裹復合膜的新型水鋰電可大幅降低電池成本，其能量密度比目前普遍采用的有機電解質的動力鋰離子電池高出80%，從而使電池充電時間更短，儲存電量更多，耐用時間更久。以電動汽車為例，復旦新型水鋰電僅需10秒即可完成充電，且能跑上400公里，而其成本僅有傳統(tǒng)車用鋰電池的一半。目前，該項技術離產業(yè)化僅“一步之遙”。
據悉，復旦大學自2005年起就一直在開展水鋰電這一國際前沿領域的探索，至2007年，在科技部重大基礎研究計劃和自然科學基金委的資助下，其研究成果和科研水平開始居于世界先進地位。
納米太陽能電池有望打破能量轉化率瓶頸
據《自然光子學》雜志最新發(fā)表的一項研究稱，納米線可吸收比普通太陽光強度高14倍的太陽光。科學家預測，未來納米線不僅在太陽能電池領域，而且在量子計算機和其他電子產品中也有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
丹麥哥本哈根大學尼爾斯波爾研究院納米科學中心和瑞士洛桑理工學院的研究人員表示，由于納米線一些獨特的物理吸光性，使其突破了利用太陽能的極限。尼爾斯波爾研究院的皮特﹒克羅格斯拉普(Peter Krogstrup)博士說，此發(fā)現顯示了未來納米線太陽能電池發(fā)展的巨大潛力。
