电动车发展至今,缩短充电时间、延长电池寿命已成为各地科学家致力解决的课题,而现在美国普渡大学团队已研发出突破性技术,据称透过其专利液流电池技术,电动车续航里程可达 480 公里,未来更有机会延长至 5,000 公里以上。
液流电池是种蓄电池系统,多由两个电解质槽组成,充放电时电解质会被帮补到中间的发电室,而发电室也会以薄膜隔开两种溶液、形成两个电极,最后产生离子交换来发电。
除了常见的锂离子电池与氢燃料电池,目前也有科学家尝试将液流电池用在电动车之中,就好比之前英国格拉斯哥大学也打造新型液流电池,不仅可让汽车在几秒内完成燃料补充,还可以释放电力与氢气,完美解决两种电动车系统不相容的状况。
(Source:普渡大学)
而此次美国普渡大学也带来全新的液流电池技术,相较于过去液流电池,新系统只有一组电解质,也没有薄膜或分离器,团队工程师指出,研究采用水基电解质,可在不使用薄膜与分离器的情况下,透过阳极的氧化反应来产生电子,之后在阴极产生还原反应来为汽车提供电力,其中氧化剂是电解质中的大分子(macro-molecule),只会在阴极起反应。
普渡大学地球、大气和行星科学教授 John Cushman 表示,单组液流系统可提高电池能量密度,为电动车提供更轻、续航力更久的电池。
传统液流电池能量密度较低,每公斤仅 20 Wh,锂离子电池则高达 250,基本上一般液流电池在电动车应用没什么竞争力,但新技术已大幅高 2-3 倍,有望与锂电池一较高下。
普渡大学新闻稿指出,若采用新型液流电池技术,车主补充燃料的方式就跟现在的加油一样,续航里程更长达 480 公里、行驶 4,800 公里后更换一次阳极材料即可,更换阳极成本预估约为 65 美元(约新台币 2,000 元)。
且新型液流电池系统既能产生电力、也可以制造氢气,可用在氢燃料车或是氢-混合动力车,IFBattery 资深工程师 Michael Dziekan 表示,市面上氢燃料汽车氢气箱中的压缩氢气压力为 5,000 或 10,000 PSI,新系统则可以依据车型或是所需提供氢气,压力只有 20 或 30 PSI 而已,大幅降低危险性。
目前研究人员已在高球车进行测试,并致力于最佳化该技术,研究人员指出,未来有望将续航里程拉长至 4,800-5,800 公里。
虽然这项技术尚处于测试阶段,但仍有机会改变电动车市场的游戏规则,毕竟若采用液流电池,就不需要装设大量充电站与加氢站,只要改良现有加油站即可,这样一来就不用担心缺电或是储氢站安全性,说不定会比目前的电池系统更简单与环保。
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(首图为示意图,来源:shutterstock)
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