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电能存储技术再探究

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传统电能存储研究方向绝对出现了偏差,以电池理论为基础的电能存储存在巨大局限性。
设想一种场景:当你开着一辆电动汽车,驶入加电站,加电的过程犹如你现在在加油站的加油过程,插卡——提加油枪——加油——放回加油枪——退卡,这该是一种什么体验呢?
要实现上面的设想场景,最主要的就是电能存储技术的超大飞跃。传统电能存储方式电池均采用化学反应原理,靠电池内部正负电极上自发进行的氧化、还原等化学反应产生电荷。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成(如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等)。正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成(如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及其盐类,含氧酸及其盐类等)。电解质则是具有良好离子导电性的材料(如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等)。当外电路断开时,两极之间虽然有电位差(开路电压),但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时,在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部,由于电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应,以及反应物和反应产物的物质迁移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。充电时,电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反。电池本身的电荷量是电池存储容量的最大局限。
导线切割电磁场产生电动势,电动势推动闭合回路的电子做定向移动产生电流,电流在移动过程中产生能量。整个过程中电子还是那些电子,电流的本质就是导线切割磁场时所获得的东西。电子犹如运输车,闲暇时一辆辆停在自己的车位上,当导线切割电磁场时,运输车接到运输指令,从切割磁场处装上自己要运载的货物,到达指定位置(耗电处)卸下货物,环绕导线一圈后再次进行装货,所谓中间的损耗就是运输车在运载货物时零星洒落的货物。这就好比一座煤矿、一条燃煤运输皮带、一台燃煤发电机组,让导线做切割电磁场运动的外力就如煤矿,一批批燃煤被外力开采出来,然后通过燃煤运输皮带被运送到锅炉燃烧,带动发电机组发出源源不断的电力。
真正电能存储技术研究的点就在导线切割电磁场瞬间发生了什么,电子肯定获得了东西,而这个东西是什么(暂且命名为“志”)以及如何转存就成了电能存储技术要获得跨越发展的关键所在。
我的研究点在电子内部结构的重塑和存储材料的选择上,通过电子内部结构亿万倍放大后的重塑结合存储材料的优化,实现“志”的集中大容量存储。放电过程就是通过外力改变存储结构,实现“志”的有序释放,推动电子做规则运动。
理论研究的重要性就是为实践指明方向,现有电能存储技术理论上出现了偏差,所以无论传统的铅酸蓄电池还是作为新技术的锂离子电池以及更高级的电池研究都无法从根本上解决电能大容量存储的难题。
换个方向研究,电能存储将如现在的燃油一般便捷、实用。
山东寿光巨能热电发展有限公司工程师张鹏志
邮箱:64819030@qq.com


1楼2016-03-02 10:58回复