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作者：David Benjamin 在電池領域，下一個重大的工程進展仍在實驗室中，不過，距離真正上市已經很接近了。不久前，電子工程專輯美國版博客《EE Life》主編Brian Fuller駕駛一輛雪弗蘭(Chevrolet)Volt橫越美國大陸，這的確是一項偉大的冒險(不過看來也是過去一年來最輕松的差事)。這個活動由安富利(Avnet)贊助，展現了21世絕最重要的技術進展：電力儲存，特別是在延長電池使用壽命方面。 Fuller和他的攝影師兄弟Kirk駕駛一部具有備用內燃機的電動汽車橫越美國海岸，這是電動汽車問世以來的一大躍進。他們所面對的，是沒有發電站能為Volt充電的美洲大陸，這輛電動汽車搭載了具備288個電池單元、16kwh的電池組。據司機回報，在美國50個州之中，有48個州的充電站數量都少于10個。這讓Brian和Kirk必須使用Volt的83馬力備用內燃機，使用的程度超過他們所預期。事實上，在從電池動力(行駛距離35英哩)轉換到汽油動力(再多開了300多英哩)以后，Volt平均每加侖可行駛30英哩。這個數字還不算太壞，不過，若與1972年份的Honda Civic相比，就顯得很尷尬了。 當我聽到Brian的‘創新駕駛’(Drive for Innovation)試驗時，我發現，我關注的重點并不在Chevy Volt這輛車本身的性能局限，而是驚訝于這輛車的推廣速度。不到2年前，當我首次看到Volt原型車的報導時，我的理解是，以經濟面來看它離消費者很遙遠，起碼10年內它不會對任何既有市場帶來沖擊。 這個預測顯然太過保守了。今天，已經有許多Volt上路，還包括競爭對手推出的車款，如Nissan的Leaf、其他的混合動力車，以及預計今年問世的Ford Focus電動汽車，因此，建議想買電動汽車的人，最好再觀察一段時間。 美國聯邦政府承諾投注在電力儲存，特別是電池方面的技術研發，是促成電動汽車躍進的一大原因。而這一切，都是從一項高達690億美元的潔凈能源專案，以及通用汽車(Volt汽車的創始者)的投入而開始。美國政府針對購買電動汽車提供了7,500美元的抵稅優惠，同時奧巴馬政府也對美國境內20所國家實驗室的電池開發計劃進行投資。在最近一期的《Washington Monthly》，美國阿岡國家實驗室(Argonne National Laboratory)主管Eric D. Issacs表示，他的團隊在2011年率先開發出了Volt電池，并已授權給韓國化工巨擘LG Chem進行生產。 Volt或許令人振奮，然而它仍然存在著許多不足之處──體積過大；可行駛距離過短，且非常昂貴(10,000美元)，Issacs因而感嘆道，截至目前，研究人員仍無法生產出空氣陰極(air-cathode)電池。若能克服這項技術障礙，將可實現比現有電池高出10倍的儲存容量，也就是說，將Volt的35英哩行駛距離提高到350英哩。 Isaacs解釋了研發方面遭遇的問題：“首先，我們必須找出一種能讓電池從空氣中‘吸入’氧氣從而提供電力，而后讓電池再次‘吐氣’以進行充電的方法。然后，我們還得將這些發現轉化為經濟上可行的大規模電池生產系統。我們希望將這些技術真正應用在汽車上，提高購買意愿。因此，我們必須在國際競爭對手迎頭趕上前完成這一切。” 另一個問題，是必須加強全民對節能技術的認知。 今天，全球都許多國家都緊縮預算，從加州到希臘再到日本，領導人都不愿意花費太多長期研發投資，以免‘債留子孫’。 但我們應該思考的是，有沒有更好的辦法，提高公共及私人領域的投資，將研究持續下去。在21世紀，電池是最有潛力改變未來競爭力的一項技術。 在Seth Fletcher所著的《Bottled Lightning》一書中，作者引述了一位分析師的預言，當電池價格低于油價時，就是石油出局的時刻了。 當石油出局之際，也代表著紹德王室(House of Saud)的終結，當然，也包括長期把持石油和天然氣的美國國會。僅僅是為了這些，就值得全美國投入知名刊物《Popular Science》資深編輯所稱的‘超級電池’(superbattery)研發行列。超級電池，意味著未來的能源，將會是獨立的。 美國歷任總統都曾積極建設。在美國第32任總統富蘭克林羅斯福(Franklin Delano Roosevelt)任內，曾完成許多建設，包括胡佛水壩和田納西河谷管理局，更不用提曼哈頓計劃了。而艾森豪則建立了美國州際公路系統。甘迺迪和他的繼任者則讓美國航空總署(NASA)主導太空競賽，搶先蘇聯將三名美國人送上月球。 而今，電池是我們面對的一大工程挑戰。如果能制造出‘超級電池’，那么今天的汽車產業將會呈現截然不同的面貌。而展望未來，藉由將應用在汽車電池中的電力儲存技術再延伸應用到‘綠色’的太陽能或生物質能源領域中，將可重新配置整個美國的電網。 甚至更樂觀一點，如果做對了，那么我們將可以建立一個擁有數百萬職缺的能源產業。這個產業將融合今天已經存在的，以及全新的技術。另外，或許進度有些緩慢，但人類必然會從石化燃料逐步轉變，清新的空氣、改善公共衛生、減少噪音未必不可期待，同時也終將能應對氣候變遷議題。 甚至可以在iPod上播放12,000首歌曲而不需要充電！ 從電池本身來看，截至目前，所有的電池研究幾乎都沒有觸及到敏感的政治議題。因此，努力讓未來的汽車和發電廠都能運用這種電力儲存技術供應零排放的電力，是一種能用在所有面臨困境的社會、環境和政治等領域的嶄新解決方案。 在人類歷史中，一些最偉大的文明進展均出自工程師之手。下一個偉大的工程進展是可以預見的。盡管目前仍在實驗室中，但幾乎快要成為真實的解決方案了。然而，最終何時能問世仍必須取決于研究人員的聰明才智，以及他們所能獲得的資源。 本文作者David Benjamin是一位居住在布魯克林的記者，也是一位小說家。他偶爾探討技術問題，通常是從盧德觀點出發。 |
