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2019年化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù),固態(tài)電池在列

2019-10-07



2019年是化學(xué)領(lǐng)域非常特殊的一年。2019年是兩個(gè)重要的紀(jì)念日:國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)盟(IUPAC)成立100周年,以及迪米特里·門捷列夫首次發(fā)表元素周期表150周年。IUPAC是一個(gè)全球性的組織,在眾多的組織中,它為化學(xué)研究、教育和貿(mào)易建立了一種共同的語言。在成立100周年紀(jì)念日上,IUPAC首次公布了化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)名單:納米農(nóng)藥、對映選擇性有機(jī)催化、固態(tài)電池、流動(dòng)化學(xué)、反應(yīng)擠出、用于集水的MOFs和多孔材料、選擇性酶的定向進(jìn)化、從塑料到單體、自由基聚合反應(yīng)的可逆失活和3D生物打印。

19 世紀(jì)已經(jīng)設(shè)想了固態(tài)電池世紀(jì)由先驅(qū)化學(xué)家邁克爾法拉第。然而,他們的發(fā)展直到*近才成為現(xiàn)實(shí)。現(xiàn)在,來自博世,戴森,豐田和英特爾等多個(gè)行業(yè)的重要行業(yè)正在投資數(shù)十億美元。現(xiàn)在無處不在的鋰離子電池的共同發(fā)明者John Goodenough*近公布了一種使用玻璃作為電解質(zhì)的電池,證明固態(tài)電池比以往更接近市場。與為我們的智能手機(jī),平板電腦和筆記本電腦供電的鋰離子電池相比,固態(tài)電池更輕,允許更高的能量存儲,并且在高溫下表現(xiàn)良好。此外,與鋰離子技術(shù)中使用的電解質(zhì)不同,固態(tài)電解質(zhì)不易燃,可能避免自發(fā)火災(zāi)和爆炸,就像幾年前三星Galaxy Note 7推出的火焰一樣。然而,新技術(shù)仍然非常昂貴。

  對于許多其他應(yīng)用,聚合物可能是*好和*經(jīng)濟(jì)的解決方案。法國運(yùn)輸公司Bolloré已經(jīng)在制造和商業(yè)化基于聚合物的固態(tài)電池,它們主要用于網(wǎng)絡(luò)連接傳感器。

  根據(jù)聚合物專家Tanja Junkers的說法,“電荷輸送聚合物確實(shí)令人著迷 - 我們剛剛看到了未來可能發(fā)生的事情的開始。”仍有許多研究要做,特別是因?yàn)楣虘B(tài)電池組件如此緊密地結(jié)合在一起,以至于理解每個(gè)組件的行為都非常復(fù)雜。

  學(xué)術(shù)界和工業(yè)研究人員正在密切合作,開發(fā)出更好的非破壞性操作技術(shù) - 電子顯微鏡和核磁共振 - 以了解固態(tài)電池的性能。對于大多數(shù)用途,該技術(shù)仍需要幾年的開發(fā)。



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