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作者：David Benjamin 在電池領(lǐng)域，下一個(gè)重大的工程進(jìn)展仍在實(shí)驗(yàn)室中，不過，距離真正上市已經(jīng)很接近了。不久前，電子工程專輯美國(guó)版博客《EE Life》主編Brian Fuller駕駛一輛雪弗蘭(Chevrolet)Volt橫越美國(guó)大陸，這的確是一項(xiàng)偉大的冒險(xiǎn)(不過看來也是過去一年來最輕松的差事)。這個(gè)活動(dòng)由安富利(Avnet)贊助，展現(xiàn)了21世絕最重要的技術(shù)進(jìn)展：電力儲(chǔ)存，特別是在延長(zhǎng)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(nèi)燃機(jī)的電動(dòng)汽車橫越美國(guó)海岸，這是電動(dòng)汽車問世以來的一大躍進(jìn)。他們所面對(duì)的，是沒有發(fā)電站能為Volt充電的美洲大陸，這輛電動(dòng)汽車搭載了具備288個(gè)電池單元、16kwh的電池組。據(jù)司機(jī)回報(bào)，在美國(guó)50個(gè)州之中，有48個(gè)州的充電站數(shù)量都少于10個(gè)。這讓Brian和Kirk必須使用Volt的83馬力備用內(nèi)燃機(jī)，使用的程度超過他們所預(yù)期。事實(shí)上，在從電池動(dòng)力(行駛距離35英哩)轉(zhuǎn)換到汽油動(dòng)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(gè)數(shù)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(dāng)我聽到Brian的‘創(chuàng)新駕駛’(Drive for Innovation)試驗(yàn)時(shí)，我發(fā)現(xiàn)，我關(guān)注的重點(diǎn)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(dāng)我首次看到Volt原型車的報(bào)導(dǎo)時(shí)，我的理解是，以經(jīng)濟(jì)面來看它離消費(fèi)者很遙遠(yuǎn)，起碼10年內(nèi)它不會(huì)對(duì)任何既有市場(chǎng)帶來沖擊。 這個(gè)預(yù)測(cè)顯然太過保守了。今天，已經(jīng)有許多Volt上路，還包括競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手推出的車款，如Nissan的Leaf、其他的混合動(dòng)力車，以及預(yù)計(jì)今年問世的Ford Focus電動(dòng)汽車，因此，建議想買電動(dòng)汽車的人，最好再觀察一段時(shí)間。 美國(guó)聯(lián)邦政府承諾投注在電力儲(chǔ)存，特別是電池方面的技術(shù)研發(fā)，是促成電動(dòng)汽車躍進(jìn)的一大原因。而這一切，都是從一項(xiàng)高達(dá)690億美元的潔凈能源專案，以及通用汽車(Volt汽車的創(chuàng)始者)的投入而開始。美國(guó)政府針對(duì)購(gòu)買電動(dòng)汽車提供了7,500美元的抵稅優(yōu)惠，同時(shí)奧巴馬政府也對(duì)美國(guó)境內(nèi)20所國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的電池開發(fā)計(jì)劃進(jìn)行投資。在最近一期的《Washington Monthly》，美國(guó)阿岡國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Argonne National Laboratory)主管Eric D. Issacs表示，他的團(tuán)隊(duì)在2011年率先開發(fā)出了Volt電池，并已授權(quán)給韓國(guó)化工巨擘LG Chem進(jìn)行生產(chǎn)。 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(chǎn)出空氣陰極(air-cathode)電池。若能克服這項(xiàng)技術(shù)障礙，將可實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有電池高出10倍的儲(chǔ)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(fā)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(jìn)行充電的方法。然后，我們還得將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)上可行的大規(guī)模電池生產(chǎn)系統(tǒng)。我們希望將這些技術(shù)真正應(yīng)用在汽車上，提高購(gòu)買意愿。因此，我們必須在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手迎頭趕上前完成這一切。” 另一個(gè)問題，是必須加強(qiáng)全民對(duì)節(jié)能技術(shù)的認(rèn)知。 今天，全球都許多國(guó)家都緊縮預(yù)算，從加州到希臘再到日本，領(lǐng)導(dǎo)人都不愿意花費(fèi)太多長(zhǎng)期研發(fā)投資，以免‘債留子孫’。 但我們應(yīng)該思考的是，有沒有更好的辦法，提高公共及私人領(lǐng)域的投資，將研究持續(xù)下去。在21世紀(jì)，電池是最有潛力改變未來競(jìng)爭(zhēng)力的一項(xiàng)技術(shù)。 在Seth Fletcher所著的《Bottled Lightning》一書中，作者引述了一位分析師的預(yù)言，當(dāng)電池價(jià)格低于油價(jià)時(shí)，就是石油出局的時(shí)刻了。 當(dāng)石油出局之際，也代表著紹德王室(House of Saud)的終結(jié)，當(dāng)然，也包括長(zhǎng)期把持石油和天然氣的美國(guó)國(guó)會(huì)。僅僅是為了這些，就值得全美國(guó)投入知名刊物《Popular Science》資深編輯所稱的‘超級(jí)電池’(superbattery)研發(fā)行列。超級(jí)電池，意味著未來的能源，將會(huì)是獨(dú)立的。 美國(guó)歷任總統(tǒng)都曾積極建設(shè)。在美國(guó)第32任總統(tǒng)富蘭克林羅斯福(Franklin Delano Roosevelt)任內(nèi)，曾完成許多建設(shè)，包括胡佛水壩和田納西河谷管理局，更不用提曼哈頓計(jì)劃了。而艾森豪則建立了美國(guó)州際公路系統(tǒng)。甘迺迪和他的繼任者則讓美國(guó)航空總署(NASA)主導(dǎo)太空競(jìng)賽，搶先蘇聯(lián)將三名美國(guó)人送上月球。 而今，電池是我們面對(duì)的一大工程挑戰(zhàn)。如果能制造出‘超級(jí)電池’，那么今天的汽車產(chǎn)業(yè)將會(huì)呈現(xiàn)截然不同的面貌。而展望未來，藉由將應(yīng)用在汽車電池中的電力儲(chǔ)存技術(shù)再延伸應(yīng)用到‘綠色’的太陽(yáng)能或生物質(zhì)能源領(lǐng)域中，將可重新配置整個(gè)美國(guó)的電網(wǎng)。 甚至更樂觀一點(diǎn)，如果做對(duì)了，那么我們將可以建立一個(gè)擁有數(shù)百萬職缺的能源產(chǎn)業(yè)。這個(gè)產(chǎn)業(yè)將融合今天已經(jīng)存在的，以及全新的技術(shù)。另外，或許進(jìn)度有些緩慢，但人類必然會(huì)從石化燃料逐步轉(zhuǎn)變，清新的空氣、改善公共衛(wèi)生、減少噪音未必不可期待，同時(shí)也終將能應(yīng)對(duì)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(fā)電廠都能運(yùn)用這種電力儲(chǔ)存技術(shù)供應(yīng)零排放的電力，是一種能用在所有面臨困境的社會(huì)、環(huán)境和政治等領(lǐng)域的嶄新解決方案。 在人類歷史中，一些最偉大的文明進(jìn)展均出自工程師之手。下一個(gè)偉大的工程進(jìn)展是可以預(yù)見的。盡管目前仍在實(shí)驗(yàn)室中，但幾乎快要成為真實(shí)的解決方案了。然而，最終何時(shí)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(shù)問題，通常是從盧德觀點(diǎn)出發(fā)。 |
