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日产和美国宇航局正在合作制造无金属固态电池

固态电池 电动汽车

当俄罗斯二月份入侵乌克兰时,向可再生能源的缓慢但稳定的过渡已经开始,从那时起,全球能源市场发生了翻天覆地的变化。我们可能会见证更多的动荡 地缘政治能源格局 电力从富含石油和天然气的国家转向那些富含制造电池、电动汽车、太阳能电池板、风力涡轮机等关键材料的国家。事实上,对清洁能源的推动已经助长了保护主义的趋势,而且随着风险的加大,这种趋势只会持续下去。

一些组织不是坐等受到关税或供应短缺的挤压,而是先发制人,在可能波动的市场中尽可能实现自给自足。两个这样的组织是日产和美国宇航局。汽车制造商和航天局似乎没有太多共同点,b但他们的共同兴趣之一是廉价、可扩展、能量密集的电池。上周他们 宣布了合作关系 针对 在开发私奔的固态电池。

如今从智能手机到电动汽车等各种产品所使用的锂离子电池都依靠液体电解质在石墨阳极(负极)和阴极(正极)之间移动锂离子,石墨阳极(负极)和阴极(正极)可以由多种材料制成。

固态电池将液体电解质替换为(你猜对了)固体电解质,从而提高了能量密度 两倍或更多。开发这些电池的努力一直受到以下问题的困扰 并发症,在包括寻找隔膜的有效替代品(使阳极和阴极分开同时允许锂离子通过的组件),以及解决氧化降解和枝晶形成等问题(锂阳极的针状突出物可以刺穿隔膜) )。

日产-NASA 倡议与两年前宣布的一项倡议类似 IBM 和奔驰;这家计算巨头和汽车制造商计划使用经典计算和量子计算来设计固态电池,包括模拟固态锂硫电池的分子特性。 2019 年底,他们推出了 “无重金属”电池 谁的 材料可以 据称 从海水中提取。

至关重要的是,日产 -美国航空航天局 伙伴关系也是 重点 不依赖钴等稀有金属的电池(全球一半以上的供应量来自刚果民主共和国,如 an 插曲 of纽约时报日报 最后播客 ), 镍, or 锰。

但摆脱这些金属意味着寻找具有类似性能的材料来替代它们,这并不是一件简单的任务。 在这方面,美国宇航局的计算能力将为双方的合作提供急需的帮助。他们计划创建 一个原始的材料信息学平台,即一个庞大的数据库,可以模拟各种材料如何相互作用。当平台将无数的选项和组合缩小到几个主要候选者时,研究人员就可以开始测试m.

Nissan 的目标是在 2028 年推出其专有的固态电池。这个时机的现实程度还有待观察 (丰田的野心更大,目标是在市场上推出自己的固态电池汽车 2025), but 日产正在将资金投入到计划中 打开一个 试验工厂 in 2024 年的日本。这将如何发展将具有启发性,因为 扩大制造规模 固态电池的发展在过去曾产生过意想不到的复杂情况。鼓舞人心y, 启动 坚固的力量 has 目标 2028 年 COMM固态电池的商业化。

我们还不知道这需要多长时间,但有一点看起来相当确定:随着对确保可靠能源供应的争夺在接下来的几个月和几年里持续下去,我们可能会看到更多的努力来带来电池和相关产品。内部技术。

图片来源: bixusas / 43 张照片

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