如今世界上許多國家都在推廣新能源生活方式，比如利用新能源發(fā)電和供電、采用新能源交通工具等等。距離我們最近的應該是使用新能源交通工具，平日里叫個網(wǎng)約車就有可能坐上新能源汽車。雖然名為“新能源汽車”，但大多數(shù)汽車是電動汽車，如果想要將電動汽車推廣開來，需要解決許多問題，比如電池問題。

傳統(tǒng)燃油汽車加滿一箱油后就幾乎沒有后顧之憂，但是電動汽車駕駛者需要時刻關注汽車的電量，提前找好充電的地方，這反映的是現(xiàn)有的電池容量并不高、充電樁設備建設不完善等問題。根據(jù)外媒報道，近期來自瑞士日內瓦大學的結晶學研究團隊在《CellReportsPhysicalScience》上發(fā)表了研究成果，該研究成果指出了制造固體電解質的方法。

那么制造固體電解質與改善電池容量、提高電池表現(xiàn)有什么關系呢？這其中存在密切的聯(lián)系，因為現(xiàn)在市面上廣泛應用的鋰電池存在多方面的問題需要克服。

(資料圖片)

目前得到廣泛應用的鋰電池有哪些缺點？

相比起鉛酸電池，鋰電池擁有質量輕、儲電量多的優(yōu)點，因此鋰電池在最近十年成為了人類的“寵兒”。然而科學研究發(fā)現(xiàn)，鋰元素依然不是最理想的電池元素，因為它存在兩方面問題。一方面，鋰電池內的電解液是易燃物體。所謂的電解液就是幫助電子和正電荷移動的介質，它的存在幫助了電流的移動。

易燃的電解液也是過去國內外出現(xiàn)多起電動汽車自燃事件的原因，因此鋰電池至今仍然存在這方面的安全風險未得到解決。另一方面，地球上的鋰元素是有限的，它無法像鐵元素那般廣泛存在，因此能夠制造出來的鋰電池也是有限的。如果人類未來想要用電動汽車取代燃油汽車，必須面臨的問題是解決電池原料供應不足的問題。

實際上鋰電池還有一個現(xiàn)實問題，即它的儲電能力也不是最佳的。因此科學家們在不斷探索是否有新的元素、化合物能夠作為電池的原料，瑞士日內瓦大學的研究團隊就針對鋰電池的這些問題提出了解決方案。

哪種元素有可能替代鋰元素？

針對鋰電池電解質易燃的問題，研究人員提出了使用固體電解質來替代液體電解質。至于電解質的原料問題，有一種元素可能比鋰元素更合適，它就是鈉元素。在元素周期表上，鈉元素距離鋰元素比較近，這意味著它們的化學性質也比較接近。而且鈉元素在地球上的含量相比起鋰元素更加充足，因此有機會成為替代鋰元素的候選元素。

然而研究人員同樣發(fā)現(xiàn)一個關鍵問題，鈉元素的質量比鋰元素重，導致鈉微粒在電解質中的移動比較困難。早在2013年的時候日本科研團隊發(fā)現(xiàn)鈉元素能夠在硼酸鹽中較好地移動，但是硼酸鹽需要在溫度超過120攝氏度的條件下才能發(fā)揮作用。這種問題在日常應用中基本無法實現(xiàn)，即使要實現(xiàn)也會造成巨大的成本，因此以鈉為基本元素制作電池也存在問題。

為了解決鈉的移動問題，科研人員做了哪些研究？

為了解決鈉元素在硼酸鹽中移動的問題，日內瓦大學的研究人員嘗試降低硼酸鹽的傳導溫度，最終成功地將硼酸鹽的正常作用溫度降至室溫。此外，以硼酸鹽作為電解液，不僅不會阻礙鈉離子的移動，還提高了電解質的安全性。更重要的是，硼酸鹽電解液能夠抵抗更高電位差，簡而言之它可以存儲更多電能。

該研究是新能源電池領域目前少有的創(chuàng)新之作，后續(xù)應該還會有更多的科研人員投入相應的研究。倘若該研究未來可以投入商業(yè)應用，那將可能給人類的能源行業(yè)帶來巨大的變革。

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