一支由美國和德國科學家組成的團隊正在開發探測器，這些探測器可以消除使用大型鋰離子電池為車輛供電和儲存可再生能源的一些謎團和危險。
他們看到的解決方案將依賴於超靈敏的新型探測器，即專門的磁力計，它可以生成給定電池磁場的影像，從而揭示它們是否存在缺陷並準確顯示剩餘電量。
科學家們揭示了關於大型電池由來已久的問題。自18世紀後期義大利小貴族和業餘物理學家亞歷山德羅·伏打組裝了一個大型材料堆疊以來，其中一些謎團一直存在。它由溼紙板、銀幣和鋅片的交替層組成。
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其結果是世界上第一個蓄電池。現在，上週發表在《美國國家科學院院刊》上的研究可能有助於企業和消費者回答可能影響其財富甚至生命的關鍵問題。
其中一個可能是：“我應該買這輛二手電動汽車嗎？” 另一個可能是：“這架電動飛機還有足夠的電量讓我飛到芝加哥嗎？”
“電動汽車是您必須將電池做得非常好的一個領域，”該研究的合著者、紐約大學化學教授 Alexej Jerschow 解釋說。他是電池診斷方面的專家。
在缺乏經驗的消費者手中，電動汽車可能會帶來一些昂貴的意外。其中之一被稱為“過度放電”。
汽油車沒油時會直接停止。電動汽車中的電池可以在低於一定電量水平的情況下繼續執行，但如果駕駛員忽略警告，則可能會開始自毀。
但是，現在有了新的裝置，即超靈敏磁力計，可以繪製出電池周圍無形磁場的影像。它可以指導鋰離子電池製造商找到可能存在未見缺陷的區域，並讓駕駛員更準確地瞭解電池中剩餘的電量。
根據 Jerschow 的說法，使用中或製造過程中的電池受到的衝擊也可能引入“熱點”或其他可能使其失效的缺陷，但新的磁力計（可以追蹤到微小區域的變化）可以在更大症狀出現之前發現它們。
汽車大小的多個電池組開始被髮電廠用於儲存太陽能和風能。這減少了對化石燃料的需求，但韓國和亞利桑那州的公用事業公司最近發生了一系列鋰離子電池火災，導致停電並導致急救人員受傷（Climatewire，1月29日）。
Jerschow 表示，隨著鋰離子電池變得更輕、更強大，其用途將繼續擴大。例如，小型電動飛機可能會在未來五到十年內出現。與儲存可再生能源的電池一樣，它們可能有助於減少溫室氣體，但飛機電池的潛在缺陷將需要更嚴格的測試。
目前電池工廠使用的方法是從裝配線上取下一些電池並拆開。有時，這個過程可能會引入新的缺陷。Jerschow 和他的同事科學家們正在尋找一種方法來避免這一步驟，採用一種侵入性更小、成本更低但更徹底的工藝。
最初，Jerschow 認為答案可能來自醫學領域，核磁共振成像已成為一種常見的診斷程式。它結合使用大型磁鐵、射頻和一個計算機來生成詳細的影像。它們可以揭示大腦、脊柱和其他身體器官的異常。但後來他了解到，德國科學家正在開發更小、更強大的感測器，可以檢測到更小的磁場。
Jerschow 和其他科學家與來自德國美因茨約翰內斯·古騰堡大學和亥姆霍茲研究所的磁力測量研究領域的全球領導者 Dmitry Budker 合作，開發了這個概念，並在那裡合作構建了第一個原型。
《美國國家科學院院刊》的研究展示了這項原理驗證演示的結果。現在，他們計劃在電池製造商和電動汽車工廠以及公用事業公司，甚至可能是一些二手車經銷商處為新裝置尋找市場。
“我們可以看到一些我認為以前沒有人能夠在電池單元中看到的東西，”Jerschow 解釋說。他預測，未來的市場也將有助於緩解一個更遙遠的問題：處理大量電動汽車電池。
預計它們在汽車中使用壽命為 10 年；然後它們可能會導致嚴重的回收問題。一些電池將具有一定的剩餘壽命，可能仍可用於其他儲能用途。另一些電池將包含應回收的貴重材料和不應傾倒在垃圾填埋場的毒性更大的材料。
將需要一種裝置來對它們進行分類。
經 E&E News 許可，轉載自 Climatewire。《E&E 新聞》在 www.eenews.net 上提供每日重要的能源和環境新聞報道。