锂离子电池的 5 种最有前途的替代品

电池是漂亮的小东西,不是吗?小的圆柱形金属片,只是将能量泵入您的设备。它们看起来非常方便,是一种为您的技术提供动力的简单方法。但是,电池并不像许多人想象的那么好。

您可以在商店中找到的典型电池——劲量、金霸王、柯达、松下——都含有一种叫做锂的东西。锂是一种碱性元素,当放入电池中时,它是一种很好的能量传输器。

然而,锂并不总是一件好事。这就是原因,以及这些电池的五种最有前途的替代品。

为什么锂电池有问题?

对于锂离子电池,其想法是将能量储存在电池中,然后以锂离子的形式释放。它们在两个电极(从阴极到阳极)之间移动,为我们的设备产生能量。

但锂并不是一种友好的物质。

废弃电池后,它们开始腐蚀。这就是问题开始的地方。这种腐蚀会释放电池内的锂和其他物质,然后渗入土壤,污染地下水和地表水。这可能会带来很大的问题,并且对环境非常有害。

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所以,现在您知道为什么在考虑拯救地球时锂电池不是最佳选择。现在让我们来看看五种选择。

1.氢燃料电池

氢燃料电池在能源生产领域并不是什么新鲜事。这些是结合了燃料和氧化剂的电化学电池,以产生化学能。

这个过程需要一系列反应,包括一个氢原子被两个电极(称为阳极和阴极)分裂成质子和电子。然后电子通过电路,产生电力。

氢燃料电池的伟大之处在于它们的能量重量比是锂离子电池的 10 倍。氢气也极其丰富,可以从可再生能源中生产。这使得氢燃料电池的整体碳足迹远低于锂离子电池。

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单个燃料电池的寿命也比锂离子电池长得多,锂离子电池有时不会超过一周。

然而,制造氢燃料电池并不便宜,因为电池原材料的变质是一个昂贵的过程。氢气也非常易燃,因此是一种非常危险的物质,需要处理。

2.氧化还原液流电池

与氢燃料电池类似,氧化还原液流电池也与产生电化学能量有关。然而,氧化还原液流电池的构造完全不同。

这些电池由溶解在液体中的两种不同物质组成,它们被隔膜隔开并通过隔膜泵送。通过一系列还原和氧化反应(因此得名氧化还原反应),这种化学能被转化为电能。

与氢燃料电池一样,氧化还原液流电池具有非常长的使用寿命,并且几乎不需要维护。然而,这些电池非常复杂,制造起来并不容易。

这些电池需要许多不同的元件才能发挥作用,包括传感器、泵、辅助容器和电源管理。然而,它们的环境成本远低于锂离子电池,因此绝对是替代它们的有力候选者。

3.太阳能电池板

我们大多数人都听说过这些可再生能源生产商。太阳能电池板很棒,因为它们只需要一种能源即可运行:太阳!而且,当然,太阳每天照射在我们星球上的光量绝不是有限的,即你不能用完它。

这些面板通过用光伏 (PV) 电池吸收阳光来发电,光伏电池产生 DC(直流)电,然后通过逆变器技术将其转换为 AC(交流)电。

太阳能电池板已经在世界范围内广受欢迎,一亩又一亩地用于容纳数千块用于发电的太阳能电池板。而且,现在,他们正在考虑更换电池。

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以计算器为例。这些通常依靠太阳能来运作。然而,为计算器供电只需要少量电力,因此如果太阳能电池板要用更多能源密集型设备取代锂离子电池,则需要额外考虑。但它们仍然是一个非常可行的选择!

4.锂硫电池

这些听起来可能有点类似于我们在这里试图摆脱的锂离子电池,但别担心:两者之间存在一些显着差异。您可能遇到过这些电池的不同名称:充电电池。

当然,这些是您可以使用电力输出充电的电池,以便您可以一次又一次地使用它们。

虽然这确实意味着您必须使用电力为电池供电,但考虑到它们的毒性,它比使用传统锂离子电池的危害要小得多。

当然,使用可充电电池比使用锂离子电池的浪费要少得多。最重要的是,这些电池的能量密度比传统版本高得多。然而,生产这些锂硫电池的成本可能要高出三倍左右,而且回收利用的情况要少得多。但到目前为止,他们仍然胜过他们的前辈。

5.生物电化学电池

这种类型的能源生产不同于这里列出的所有其他能源,因为它依赖于生物有机体来工作。厌氧细菌是一种不需要氧气来生存的细菌,用于通过还原/氧化方法释放电子来处理醋酸盐。

然后这些电子可以通过一个电路来发电,在那里,你自己就有了一块电池。

然而,这种类型的能源生产仍处于测试阶段,研究这种方法的科学家们还没有能够让它在很长一段时间内完全发挥作用。但是,如果这种方法获得成功,它可能会改变能源生产领域的游戏规则。

锂离子电池的可持续替代品正变得越来越普遍

虽然其中一些锂离子电池替代品仍处于初步阶段,但它们确实在不久的将来成为令人难以置信的有希望的替代品。

为了为子孙后代保护地球,转向更可持续的能源替代品至关重要。谁知道?用不了多久,锂离子电池就会成为过去。