一名博士生提出開發一種耐高低温的電池,應用範圍包括太空探索及電動車輛。來自德克薩斯農工大學的 Jaybelle Pranada 參加了於亞利桑那州立大學舉行的「催化能源教育與卓越研討會」(C3E Symposium)。該研討會於今年四月舉行,由美國能源部創立,旨在挑選全國在清潔能源解決方案方面工作的學生。Pranada 提出了旨在抵抗低温運作的替代電池化學方案。在來自全國近百項提名中,Pranada 的項目被評選為前五名。
該研究專注於開發計算模型,以探討更適合極寒環境的替代電池化學方案。這項研究的重點在於識別鋰電池在極寒環境中的問題。若世界需要逐步擺脱對化石燃料的依賴,耐高低温的電池將成為一項改變遊戲規則的技術。為了實現這一目標,Pranada 的團隊首先檢視了傳統鋰離子電池。鋰電池的主要問題在於當温度降至華氏 32 度(攝氏 0 度)以下或升至華氏 212 度(攝氏 100 度)以上時,無法達到預期的性能。
耐高低温電池的開發將推動清潔能源技術的進步
當温度降至華氏 32 度以下時,鋰電池內的電化學過程會放緩。在極寒環境中,性能甚至會下降到電池停止運作的程度。因此,這類電池在太空任務中無法被信任,因為它們可能面臨嚴酷的環境。為瞭解決這個問題,Pranada 的項目正在研究有機和無機儲能系統。其目標是識別在惡劣熱條件下能正常運作的電池設計。開發的計算模型幫助團隊瞭解新興解決方案的優缺點,並進一步評估其未來應用及改進方法。
Pranada 的團隊認為,鋰電池的侷限性可以通過使用新材料來解決。他們提議使用可以在低至−50 度攝氏的環境下運作的替代聚合物。大學的新聞稿指出:「這些被稱為聚合物電池的電池由可在實驗室中輕易合成和研究的合成材料製成。」這些材料隨後在從阿拉斯加最寒冷的冬季到亞利桑那州最炎熱的夏季的環境中進行測試。
Pranada 打算專注於尋找儲能解決方案,因為這些方案在某種程度上塑造了現代生活的每一個方面。這項研究所產生的技術,一旦實現,將惠及電動車輛、國防、儲能行業及顯然的太空探索領域。Pranada 表示:「你環顧四周,會意識到現代生活的多少方面依賴於儲能。阻止我們開發這些能源材料、充分發揮我們的能力創造能改變生活的技術的因素是什麼?」

