新闻中心

EEPW首页 > 电源与新能源 > 业界动态 > “电池圣杯”:这种电池技术突破将改变世界

“电池圣杯”:这种电池技术突破将改变世界

作者:时间:2017-08-23来源:网易科技报道

  8月22日消息,据连线杂志报道,当某项新技术试图保持其令人目眩的上升轨迹时,一个固有弱点可能会影响它达到的高度——。我们的芯片运行速度越来越快,我们的数据量在迅速攀升,但到一天结束的时候,或者更糟的是到下午的时候,屏幕上的电量显示不可避免地变成红色。如果不那么糟糕,每个伟大的设备、产品、电动汽车和机器人都会更加强大。尽管有许多谣言宣称,领域变革性的突破即将到来,但进展却十分缓慢。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201708/363370.htm

  

“电池圣杯”:这种电池技术突破将改变世界

  图:致力于寻找“电池圣杯”的技术名人比尔·乔伊(Bill Joy)

  但本月早些时候,潜在的游戏规则改变者出现,他就是技术名人比尔·乔伊(Bill Joy)。乔伊始终是清洁技术领域的长期投资者,多年来,他参与了风险投资公司凯鹏华盈(Kleiner Perkins)进军“绿色”金融领域的失败尝试。目前,他是其投资的电池科技公司Ionic Materials董事会成员。

  作为传奇的计算机科学家、Java共同发明人的创业伙伴,从事物联网工作20年的有远见之人,乔伊的观点很受重视。正如他所解释的那样,Ionic Materials的创新结合了我们在药店买到的熟悉碱性电池(便宜、安全、可靠)和那些在我们的电脑和手机中使用的更昂贵、更易燃的锂电池(强大、可充电、更环保)的优点。

  乔伊声称,Ionic Materials的新方法向更便宜、更安全、更高效的电池迈出了一大步,它不仅能够为我们的设备和车辆提供电力,而且还能使基于可再生能源的“能源互联网”得以实现。日前接受《连线》杂志总编史蒂文·利维(Steven Levy)的采访时,乔伊揭示了这种技术突破。

  以下即为采访摘要:

  利维:你一直在投资于清洁技术,这么多年之后,你发现了新锂离子电池技术中的“黑天鹅”吗?

  乔伊:是的,公平来说,我想这是一只“黑天鹅”。

  利维:描述这种方法与普通电池的不同之处,最简单的方法是什么?

  乔伊:普通电池中有许多成分,比如锂或碱,还有放置在两者之间的分离器。然后倒入液体,这样离子就可以移动。但是液体中会发生不好的事情,当有东西进入溶液中,并在里面运行和发生反应时,会引发许多安全问题,比如电池着火。要想电池中灌注固体而非液体,人们已经为之奋斗了100年。但是Ionic Materials开发的电池中没有液体。你只有一个塑料,一个取代了液体的聚合物,所以它是固态的。从化学角度看,这是一个很大的差异。结果显示,这种聚合物基本上属于阻燃材料。所以当你用这种聚合物制造电池时,不会遇到安全问题。

  利维:除了安全,还有什么优点?

  乔伊:现在最理想的电池材料依然是我们不能使用的。例如,非常理想的锂电池材料可以提供更大容量,但它们在液体状态下是不安全的。基本上,人们是不可能利用锂制作出安全电池的。当然,你可以制造更好的锂电池,但你能说这更便宜吗?

  我们已经有碱性电池,它们是1960年由Union Carbide公司发明的。这种电池使用锌和二氧化锰,不仅价格便宜,而且非常安全,原材料也十分丰富。这类电池的功率相当大,虽然有点儿重。唯一遗憾的是它们无法充电。你可以使用20或30个周期,然后这个东西就会短路,这也是其为何不能为手机、汽车或者其他可充电设备充当电源的最主要原因。每个人都放弃了。对于像摄影录像机这样的移动设备来说,整个行业都进入了锂化学时代,即获得可充电电池,它们放弃了安全和成本,而这正是我们现在所处的位置。但随着聚合物的出现,突然碱型电池变成可充电。阻止充电的机制不存在了,因为已经没有液体。

  利维:你是怎么与Ionic Materials建立起联系的?

  乔伊:十几年前,大卫·韦尔斯(David Wells)和我在凯鹏华盈(Kleiner Perkins)列出了我们认为会带来改变的25大潜在突破。我们没有等着人们来展示这些创新,而是拿着论文去看。我给大家举一个我们没有发现的例子。我们研究了海水淡化,因为淡水在世界上很多地方都是一个重要问题,并决定唯一的经济突破将是由地热驱动的。所以我们去寻找在地热驱动的海水淡化方面的突破,但最终却没有找到。在电池的情况下,我们认为:“我们希望电池内部灌注固体,而不是液体,因为这样的改进会释放创新。”但直到2010年,我们才真正找到了这样的企业家。

  利维:他就是Ionic Materials的创始人迈克尔·齐默曼(Michael Zimmerman)。在没人能做到的时候,他是怎么想出来这个主意的?

  乔伊:齐默曼是某类聚合物的专家。他也有过利用聚合物进行研究的经验,包括如何修改它们,影响它的其他属性等。没有多少人了解这种聚合物。他发明了一种新的离子传导机制,就像有人发明了将材料制成半导体的方法那样。这是一种构造合理的新型材料,在自然界中并不存在。现在我们可以用半导体来形容它,但是我无法用合适的词汇来形容这个新的突破,在室温下进行离子作用的固体。也许它应该被称为ional。这是一个应该获得奖励的科学突破。

  利维:如果我是伊隆·马斯克(Elon Musk),我正在考虑这个问题:我要换成碱性电池还是要用这种技术来改进锂电池?

  乔伊:你将从改善锂电池开始,因为这已经进入你的制造过程。但从长远来看,先进的碱性电池有可能颠覆锂离子电池的支配地位,因为前者材料更便宜。你可以用铝做碱性电池,我们已经取得了部分进展。但我们还没有实现所需要的那么多周期,但是,你知道,我们正在努力。我们认为,类似铝碱性电池这样的东西最终会满足锂的性能,但材料会更丰富,价格也更便宜。此外,它还可回收利用。

  利维:你还说这能使真正的智能电网成为现实?

  乔伊:是的。如果这种方法取得成功,能源替代将非常方便,我们可以更容易地从风能和水力发电等可再生能源中获取能源。想象一下,用我们在Duracell和Energizer中使用的相同原料,制作非常大的可充电电池。你可以制造更大的电池,让它们变得更便宜,然后你把它们放到电网上。现在人们在电网中使用的大部分技术都是像在山上抽水这样的东西,当你让电量通过它们进出电池的时候,往往会损失30%到40%的电量。但是这些新电池更加高效,所以你可以储存和回收可再生能源,输入和输出能量的成本将更低。我们终于可以得到智能电网了,我称之为能源互联网。如果我在得克萨斯州有个风力发电厂,可以在深夜发电,我可以简单地向另一个地方的人发送多余的电量,它们可以将其储存起来。

  利维:我们什么时候能够看到这种电池量产?

  乔伊:可能要等两到三年。

  利维:这听起来让人觉得不可思议。但我们过去都曾听到过重大承诺,但却没有一个成功。我们怎么知道它是否也是“镜中花,水中月”?

  乔伊:你应该知道,实际上这种模式非常好。但每隔一段时间,你就会发明一种新的材料,就像半导体那样,它具有惊人的特性。这里有一个完全处于瓶颈状态的行业,对吧?我们之所以这么做,是因为这项技术出于某种原因被屏蔽了。但你可以看看这些年来取得的许多进步,然后说:“你怎么能做这些了不起的事情呢?”,这似乎没有任何意义。但这些神奇的事情总是有可能的,我们只是碰巧解锁了它们。

  利维:让我们换个话题。在20世纪90年代,你曾推广一种名为Jini的技术,即可预见的移动技术和物联网。现在的进步是否反映了你多年前的想法?

  乔伊:完全正确。我保留了许多25年前的幻灯片,当时我说,每个人都要随身携带移动设备,它们都是相互关联的。每年有5000万辆汽车和卡车诞生,这些都是由电脑控制的。这些都是互联网领域的大事,对吧?

  利维:接下来会发生什么?

  乔伊:我们正朝着耶鲁计算机科学家大卫·盖勒特(David Gelernter)在他的书《镜像世界》(Mirror Worlds)中谈到的那种环境前进。他认为,城市已经变成了自身的模拟。只是为了确定那里的东西是静态的,这并不是很有趣。你想做的是对它在时域中的影响产生一定概念。我们需要把所有的东西都放到网上,所有的传感器和其他东西都提供信息,这样我们就可以从静态的颗粒模型变成真实的模拟。在交通地图上看交通灯的状态是一回事,但这实际上是相当保守的。模拟会告诉我,哪里显示绿灯,哪里是红灯。

  这就是人工智能要解决的问题。如果我在看世界,我必须要有一个模型,不管它是在神经网络中受训还是别的什么。当然,我可以在人行道上识别一个孩子和球的图像。重要的是要在给定的时间域中意识到,他们可能会跑到街上,对吧?我们开始拥有这样的计算能力,以对此进行更好的演示。它是否全部联系在一起则是另一回事。

  利维:哪个大公司会把它绑在一起?

  乔伊:谷歌似乎处于领先地位,因为他们长期在招募这样的人才。谷歌联合创始人拉里·佩奇(Larry Page)也真心想要解决这个问题。微软也招募了很多人,Facebook和亚马逊也不甘落后。在早期,这些努力需要大量的计算能力支持。拥有非常非常大的计算机就像可扭曲时间那样,你可以做一些不符合现在经济效益的事情,而这些事情在未来10年却是经济可行的。这些大公司有资源给谷歌旗下子公司DeepMind主管德米斯·哈萨比斯(Demis Hassabis)这样的人1亿美元,甚至每年5亿美元,让他做些也许10年后手机就能完成的事情。

  利维:在关于是否对人类构成威胁的争论,你有什么看法?

  乔伊:我认为在现在真正危险的技术是基因技术,因为它与我们的生物学兼容,因此具有传染性。有了CRISPR-Cas9这样的基因编辑技术及其变体,我们就有了惊人的强大工具。但在人工智能领域,存在着明显的伦理风险和危险。我离这个领域很远,毕竟我只研究清洁技术相关的东西。我不知道如何放慢速度,所以我决定花时间去创造我们需要的东西,而不是阻止(威胁我们的)东西。我根本不是一个政治家,相比起比游来说,我更擅长发明东西。



关键词: 电池 AI

评论

技术专区

关闭