電池是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的能量包。
當每日夜幕降臨之時,人們進入夢鄉(xiāng),手機電池也開始儲存新的能量,等待第二天的消耗。電池不僅改變了我們的日常方式,也改變了我們使用的電子設(shè)備。
自1991年索尼推出首個商用電池后,為當時的便攜式照相機、攝影機解決了電池壽命短的問題。
時至今日,小小的電池提供了不少的方便。
全球每年售出超過70億個鋰電池,估計到2027年,這一數(shù)值將增加到150億。隨著新能源汽車的出現(xiàn),鋰電池在我們?nèi)粘I钪械男枨罅吭絹碓酱蟆k妱悠囈揽侩姵兀嬖瓉砥嚨幕剂鲜俏磥砥囆袠I(yè)的趨勢。
但同樣,電池依舊有局限性和不穩(wěn)定性。
生活中便攜式電子設(shè)備的范圍不斷擴大,我們對電池電源的需求在未來也會猛增。
鋰電池的工作原理很簡單,是使帶電的鋰顆粒將電池從一端傳送到另一端,并通過中間的液體電解質(zhì)
鋰離子電池如此受歡迎的原因是“能量密度”,也就是電池可容納的最大能量。
電池本質(zhì)上由三個關(guān)鍵組件組成:負極、正極以及電解質(zhì)。電極的作用取決于電池是在充電還是在放電,在陰極和陽極之間切換。
在鋰離子電池中,陰極通常由包含另一種金屬的金屬氧化物制成。充電時,鋰離子和電子從陰極移動到陽極,在那里它們作為電化學勢被“存儲”。
一臺電動汽車的電池就相當于數(shù)千個iPhone電池,未來如果可以存儲更多的能量,減少充電次數(shù),提高其效率,可能對駕駛的未來產(chǎn)生巨大的影響。
所以,我們一直在找尋更好的鋰電子替代品,來減輕其對環(huán)境的影響。
每個人都在使用兒童開采的鋰電池
鋰并不是大多數(shù)現(xiàn)代電池的唯一金屬,大多數(shù)的鋰也將鈷與鋰結(jié)合使用。
即使這樣,采取原料的時候會有大量有毒物質(zhì)被釋放。世界上一半的鈷礦位于非洲的剛果,因為貧窮童工不得不參與到采礦工作中。
這不僅不利于礦山的安全,也會因為礦石的有毒物質(zhì)影響到他們的健康。
蘋果、特斯拉等頂尖科技公司都因為鈷礦開采導致員工死亡被起訴。
不僅開采的時候,這些童工備受苦難,這些破舊的電子產(chǎn)品回收回到非洲時,童工也要遭受二次傷害
每年售出的15億部智能手機使用的鋰電子中,只有5%才會被安全回收。電池中使用的化學物質(zhì)和重金屬如果處理不當,可能會腐蝕并泄漏到環(huán)境中。
鋰電池也不是那么的安全,像2017年三星召回250萬臺Galaxy Note 7s的背后是電池故障引起大手機爆炸。
我們現(xiàn)在的大多數(shù)電子中都含有聚合凝膠電解質(zhì),這是非常易燃的物質(zhì)。
難聞的水果變成超級電容器
悉尼大學的化學工程師Gomes團隊,在一次偶然的機會中發(fā)現(xiàn),世界上最臭的水果們可以變成超級電容器,為手機、平板、電腦充電。
超級電容器是另一種儲存能量的方式,能將其快速充電并釋放能量,可以在30秒內(nèi)充電,并且為各種設(shè)備供電。
但是市面上現(xiàn)有的超級電容器都是用價格昂貴的材料制成。
而Gomes的團隊將榴蓮和波羅蜜的外殼通過加熱,冷凍,干燥,然后在超過1500℃的烤箱中烘烤。這些食物的外殼部分可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘細饽z,這是一種多孔超輕固體,具有非常優(yōu)秀的自然儲能特性。
其他類型的植物廢料也可以用來為未來的設(shè)備提供動力。
俄羅斯物理學家 Astakhov將豬草(一種含有會使人皮膚起泡的有毒汁液的雜草)轉(zhuǎn)化為一種可以為手機充電的超級電容器的原材料。
未來研究人員將會使用這些可持續(xù)的超級電容器存儲可再生能源產(chǎn)生的電力,以用于車輛和房屋。
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