对于一个全力以赴的化石燃料人来说,总统*特朗普肯定会对电动汽车有所帮助。去年10月,美国能源部宣布获得1500万美元的资金,用于启动下一代“极速”充电系统。上周,该机构的SLAC国家加速器实验室宣布了一项突破性的发现,将电动汽车的电池数量增加了一倍。将两者放在一起,您的电动汽车可以比任何旧车行驶得更远,并且加油速度几乎一样快。
加上在家或在办公室充电的便利因素,这就是杀油的秘诀。#谢谢特朗普!
电动汽车的突破性储能发现
您是否知道当今电动汽车的行驶里程可能翻倍?不完全是!当前的锂离子电池仅使用其理论容量的一半,因此仍有很大的改进空间。
为了接近100%,您要做的就是用更多的锂“填充”正电极(阴极)。从理论上讲,这将使电池在同一空间中吸收更多的离子。从理论上讲。
不幸的是,以前的研究人员已经证明,增压的阴极失去电压的速度太快,无法用于电动汽车,因为它们的原子结构发生了变化。在充电周期中,锂离子离开增压的阴极,而过渡金属原子向内移动。当电池放电时,并非所有的过渡金属原子都返回其来源位置,从而为锂离子返回提供了更少的空间。
这就像让两个朋友在沙发上摔倒,其中一个永远不会离开。
这是由位于SLAC国家加速器实验室的研究团队解决的问题(SLAC位于斯坦福大学,这个名字很长,涉及一些商标问题,但现在看来一切都很好)。
这是斯坦福大学的研究生和学习领导者William E. Gent对新的突破充满热情:
它为我们提供了一条有前途的新途径,可通过控制富氧阴极的原子结构随着电池充放电而演化来优化其电压性能。
嗯好吧
换句话说,SLAC小组发现了一种操纵增压阴极原子结构的方法,从而使电池在充电/放电周期中不会失去电压。
而且,这里是石油死亡的地方:
电极相对于其尺寸和重量吸收和释放的离子越多(称为容量),它可以存储的能量越多,电池的体积越小,越轻,从而使电池收缩,电动汽车行驶更远的距离收费之间。
不,真的-它如何工作?
为了找出问题的根源,研究小组在SLAC的SSRL(斯坦福同步辐射辐射光源)上部署了一些高档设备,以追踪富锂电池在充电周期中所经历的原子级变化。
首先,他们定义了问题:
…要弄清阴离子氧化还原的性质及其对电化学稳定性的影响,就需要一种方法来同时探查阴离子氧化还原化学的空间分布和局部结构的演变。
研究小组“明确证实”了氧与过渡金属之间的相互作用,以及控制该反应的机理:
我们的结果进一步表明,可以通过控制晶体结构和由此产生的TM迁移途径来调节阴离子氧化还原化学性质,从而提供了另一种途径来改进富含Li的材料,而不会通过用更重的4d和5d TM取代来改变TM–O键的共价键。
设备角度至关重要,顺便说一句。显然,直到新的SLAC研究将其确定下来之前,在问题的根本原因上存在着广泛的分歧。这项新的研究在某种程度上是由于新的软X射线RIXS系统得以实现的,该系统于去年在实验室安装(RIX代表共振非弹性X射线散射)。
您可以从该研究中获得所有详细信息:“氧气氧化还原与阳离子迁移之间的耦合解释了富含锂的层状氧化物中不同寻常的电化学”,该研究刚刚发表在《自然通讯》杂志上。
那么现在怎么办?
SLAC小组指出,到目前为止,RIXS一直主要用于基础研究。这项新研究对确认RIXS的实际应用大有帮助。
换句话说,闸门对新一轮的先进储能研究开放,从而导致更好,更便宜的EV电池和更快的充电系统。
在这方面值得一提的是,三星与能源部一起合作开展了这项新研究,并筹集了部分资金。
这很明显地表明三星正寻求与松下/特斯拉建立伙伴关系,并接管能源存储领域的全球领导地位。去年九月,三星推出了一款用于电动汽车的新型600公里(430英里)电池,但三星对此细节持沉默态度。
去年11月,三星推出了其SM3 ZE轿车的新版本,该版本的电池尺寸增加了一倍,而不会增加车辆的重量。这是一项重大成就,该公司也对此保持沉默。
三星也在探索石墨烯,以生产高级,长距离电池。
至于石油的死亡,无论特朗普谈论化石燃料如何,电动汽车都将在阳光下占据一席之地。
仍然留下石化产品的问题。尽管绿色化学运动正在加速发展,但近年来美国石化行业像火箭一样起飞。这意味着在可预见的未来,无论有没有汽油车,石油和天然气的生产都将继续快速增长。
埃克森美孚(ExxonMobil)一直在向美国石化产品的德克萨斯州震中迈进,而就在上周的《休斯顿纪事报》(Houston Chronicle)指出了这一进展:
密歇根州和德尔沃市的陶氏杜邦公司今年早些时候宣布,将斥资40亿美元扩展其在自由港的工业园区。此次扩建将使自由港成为世界上最大的乙烯工厂。休斯顿的Freeport LNG也正在该地区建设LNG出口码头。
然后是这样的:
据ERCOT称,到2019年,自由港的电力需求将比2016年增长92%。据ERCOT称,这个耗资2.467亿美元的项目将包括一条新的48英里传输线,并将升级为该地区的短线。
戴上帽子!
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*截至本文撰写。
图片:通过伯克利实验室。