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聚合物电池:这种电池技术突破将改变世界
时间:2017-11-23 19:36 来源:优发国际线,优发国际开户注册 点击:

  乔伊:现正在最抱负的电池材料仍然是我们不克不及利用的。例如,很是抱负的锂电池材料能够供给更大容量,但它们正在液体形态下是不平安的。根基上,人们是不成能操纵锂制做出平安电池的。当然,你能够制制更好的锂电池,但你能说这更廉价吗?

  据连线报道,当某项新手艺试图连结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电池。我们的芯片运转速度越来越快,我们的数据量正在敏捷攀升,但到竣事的时候,或者更糟的是到下战书的时候,屏幕上的电量显示不成避免地变成红色。若是电池不那么蹩脚,每个伟大的设备、产物、电动汽车和机械人城市愈加强大。虽然有很多,电池范畴变化性的冲破即将到来,但进展却十分迟缓。

  但本月早些时候,潜正在的逛戏法则改变者呈现,他就是手艺名人比尔乔伊(Bill Joy)。乔伊一直是洁净手艺范畴的持久投资者,多年来,他参取了风险投资公司凯鹏华盈(Kleiner Perkins)进军“绿色”金融范畴的失败测验考试。目前,他是其投资的电池科技公司Ionic Materials董事会。

  乔伊:谷歌似乎处于地位,由于他们持久正在招募如许的人才。谷歌结合创始人拉里佩奇(Larry Page)也想要处理这个问题。微软也招募了良多人,Facebook和亚马逊也不甘掉队。正在晚期,这些勤奋需要大量的计较能力支撑。具有很是很是大的计较机就像可扭曲时间那样,你能够做一些不合适现正在经济效益的工作,而这些工作正在将来10年倒是经济可行的。这些大公司有资本给谷歌旗下AI子公司DeepMind从管德米斯哈萨比斯(Demis Hassabis)如许的人1亿美元,以至每年5亿美元,让他做些也许10年背工机就能完成的工作。

  乔伊:十几年前,大卫韦尔斯(David Wells)和我正在凯鹏华盈(Kleiner Perkins)列出了我们认为会带来改变的25大潜正在冲破。我们没有等着人们来展现这些立异,而是拿着论文去看。我给大师举一个我们没有发觉的例子。我们研究了海水淡化,由于淡水界上良多处所都是一个主要问题,并决定的经济冲破将是由地热驱动的。所以我们去寻找正在地热驱动的海水淡化方面的冲破,但最终却没有找到。正在电池的环境下,我们认为:“我们但愿电池内部灌注固体,而不是液体,由于如许的改良会立异。”但曲到2010年,我们才实正找到了如许的企业家。

  利维:这听起来让人感觉不成思议。但我们过去都曾听到过严沉许诺,但却没有一个成功。我们怎样晓得它能否也是“镜中花,水中月”?

  乔伊声称,Ionic Materials的新方式向更廉价、更平安、更高效的电池迈出了一大步,聚合物电池:这种电它不只可以或许为我们的设备和车辆供给电力,并且还能使基于可再生能源的“能源互联网”得以实现。日前接管《连线》总编史蒂文利维(Steven Levy)的采访时,乔伊了这种手艺冲破。

  利维:让我们换个线年代,你曾推广一种名为Jini的手艺,即可预见的挪动手艺和物联网。现正在的前进能否反映了你多年前的设法?

  利维:若是我是伊隆马斯克(Elon Musk),我正正在考虑这个问题:我要换成碱性电池仍是要用这种手艺来改良锂电池?

  乔伊:完全准确。我保留了很多25年前的幻灯片,其时我说,每小我都要随身照顾挪动设备,它们都是彼此联系关系的。每年有5000万辆汽车和卡车降生,这些都是由电脑节制的。这些都是互联网范畴的大事,对吧?

  利维:他就是Ionic Materials的创始人迈克尔齐默曼(Michael Zimmerman)。正在没人能做到的时候,他是怎样想出来这个从见的?

  乔伊:你将从改善锂电池起头,由于这曾经进入你的制制过程。但从久远来看,先辈的碱性电池有可能锂离子电池的安排地位,由于前者材料更廉价。你能够用铝做碱性电池,我们曾经取得了部门进展。但我们还没有实现所需要的那么多周期,可是,你晓得,我们正正在勤奋。我们认为,雷同铝碱性电池如许的工具最终会满脚锂的机能,但材料会更丰硕,价钱也更廉价。此外,它还可收受接管操纵。

  乔伊:齐默曼是某类聚合物的专家。他也有过操纵聚合物进行研究的经验,包罗若何点窜它们,影响它的其他属性等。没有几多人领会这种聚合物。他发了然一种新的离子传导机制,就像有人发了然将材料制成半导体的方式那样。这是一种构制合理的新型材料,正在天然界中并不存正在。现正在我们能够用半导体来描述它,可是我无法用合适的词汇来描述这个新的冲破,正在室温下进行离子感化的固体。也许它该当被称为ional。这是一个该当获得励的科学冲破。

  乔伊:通俗电池中有很多成分,好比锂或碱,还有放置正在两者之间的分手器。然后倒入液体,如许离子就能够挪动。可是液体中会发生欠好的工作,当有工具进入溶液中,并正在里面运转和发生反映时,会激发很多平安问题,好比电池着火。要想电池中灌注固体而非液体,人们曾经为之奋斗了100年。可是Ionic Materials开辟的电池中没有液体。你只要一个塑料,一个代替了液体的聚合物,所以它是固态的。从化学角度看,这是一个很大的差别。成果显示,这种聚合物根基上属于阻燃材料。所以当你用这种聚合物制制电池时,不会碰到平安问题。

  乔伊:你该当晓得,现实上这种模式很是好。但每隔一段时间,你就会发现一种新的材料,就像半导体那样,它具有惊人的特征。这里有一个完全处于瓶颈形态的行业,对吧?我们之所以这么做,是由于这项手艺出于某种缘由被屏障了。但你能够看看这些年来取得的很多前进,然后说:“你怎样能做这些了不得的工作呢?”,这似乎没有任何意义。但这些奇异的工作老是有可能的,我们只是可巧解锁了它们。

  乔伊:我们正朝着耶鲁计较机科学家大卫盖勒特(David Gelernter)正在他的书《镜像世界》(Mirror Worlds)中谈到的那种前进。他认为,城市曾经变成了本身的模仿。只是为了确定那里的工具是静态的,这并不是很风趣。你想做的是对它正在时域中的影响发生必然概念。我们需要把所有的工具都放到网上,所有的传感器和其他工具都供给消息,如许我们就能够从静态的颗粒模子变成实正在的模仿。正在交通地图上看交通灯的形态是一回事,但这现实上是相当保守的。模仿会告诉我,池技术突破将改变世界哪里显示绿灯,哪里是红灯。

  图:努力于寻找“电池圣杯”的手艺名人比尔乔伊(Bill Joy)

  利维:你一曲正在投资于洁净手艺,这么多年之后,你发觉了新锂离子电池手艺中的“黑天鹅”吗?

  乔伊:我认为正在现正在实正的手艺是基因手艺,由于它取我们的生物学兼容,因而具有传染性。有了CRISPR-Cas9如许的基因编纂手艺及其变体,我们就有了惊人的强大东西。但正在人工智能范畴,存正在着较着的伦理风险和。我离这个范畴很远,终究我只研究洁净手艺相关的工具。我不晓得若何放慢速度,所以我决定花时间去创制我们需要的工具,而不是(我们的)工具。我底子不是一个家,比拟起比逛来说,我更擅长发现工具。

  我们曾经有碱性电池,它们是1960年由Union Carbide公司发现的。这种电池利用锌和二氧化锰,不只价钱廉价,并且很是平安,原材料也十分丰硕。这类电池的功率相当大,虽然有点儿沉。可惜的是它们无法充电。你能够利用20或30个周期,然后这个工具就会短,这也是其为何不克不及为手机、汽车或者其他可充电设备充任电源的最次要缘由。每小我都放弃了。对于像开麦拉如许的挪动设备来说,整个行业都进入了锂化学时代,即获得可充电电池,它们放弃了平安和成本,而这恰是我们现正在所处的。但跟着聚合物的呈现,俄然碱型电池变成可充电。充电的机制不存正在了,由于曾经没有液体。

  做为传奇的计较机科学家、Java配合发现人的创业伙伴,处置物联网工做20年的有远见之人,乔伊的概念很受注沉。正如他所注释的那样,Ionic Materials的立异连系了我们正在药店买到的熟悉碱性电池(廉价、平安、靠得住)和那些正在我们的电脑和手机中利用的更高贵、更易燃的锂电池(强大、可充电、更环保)的长处。

  乔伊:是的。若是这种方式取得成功,能源替代将很是便利,我们能够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,用我们正在Duracell和Energizer中利用的不异原料,制做很是大的可充电电池。你能够制制更大的电池,让它们变得更廉价,然后你把它们放到电网上。现正在人们正在电网中利用的大部门手艺都是像正在山上抽水如许的工具,当你让电量通过它们进出电池的时候,往往会丧失30%到40%的电量。可是这些新电池愈加高效,所以你能够储存和收受接管可再生能源,输入和输出能量的成本将更低。我们终究能够获得智能电网了,我称之为能源互联网。若是我正在得克萨斯州有个风力发电厂,能够正在深夜发电,我能够简单地向另一个处所的人发送多余的电量,它们能够将其储存起来。

  这就是人工智能要处理的问题。若是我正在看世界,我必必要有一个模子,不管它是正在神经收集中受训仍是此外什么。当然,我能够正在人行道上识别一个孩子和球的图像。主要的是要正在给定的时间域满意识到,他们可能会跑到街上,对吧?我们起头具有如许的计较能力,以对此进行更好的演示。它能否全数联系正在一路则是另一回事。


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