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特斯拉首席執(zhí)行官馬斯克,為何不看好固態(tài)電池?
特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克(ElonMusk)并不真正喜歡固態(tài)電池的開發(fā),而是更加關(guān)注鋰電池的研發(fā)。
當(dāng)然,原因很簡單。特斯拉的全球銷售現(xiàn)在供不應(yīng)求,甚至訂單也無法交付。首先要解決的問題是生產(chǎn)能力,它也包括生產(chǎn)能力。它沒有時(shí)間和精力來維護(hù)固態(tài)電池。從目前汽車公司和電池供應(yīng)商披露的信息來看,固態(tài)電池要大規(guī)模推廣至少需要10年的時(shí)間?,F(xiàn)在特斯拉的年銷量已經(jīng)超過20萬輛。
顯然,首先做好鋰電池是一個(gè)更好的選擇。特斯拉在提高電池能量密度方面也有一些經(jīng)驗(yàn)。S型的耐久性近年來一直在穩(wěn)步提高。年在中國銷售的遠(yuǎn)程版本的綜合續(xù)航能力已經(jīng)達(dá)到公里,很難在短時(shí)間內(nèi)找到競爭對(duì)手。雖然現(xiàn)在普遍認(rèn)為鋰電池的能量密度上限沒有固態(tài)電池高,但十年可以改變很多事情。誰知道瘋狂的馬斯克會(huì)想出什么驚人的產(chǎn)品。
值得一提的是,馬斯克對(duì)氫動(dòng)力汽車也不樂觀。
那么銀鉆蓄電池質(zhì)量如何?
南都銀鉆的循環(huán)壽命更長,經(jīng)久耐用。采用全新超高活性鉛膏配方,電池的容量顯著提升,更加輕量化,壽命更長久,單次充電后續(xù)航能力更持久。
金鉆電池怎么樣?
美納米金剛石充電后使用2萬年,違反能量守恒嗎?
最近一種叫做納米金剛石電池的概念正在迅速崛起,加利福尼亞的NDB公司表示,他們正在開發(fā)一種基于核廢料提取物的電池,將會(huì)顛覆現(xiàn)代能源方式,一次封裝之后,可以持續(xù)使用10年~年!
而且它具有堪比鋰離子數(shù)倍的能量密度,碰撞中絕對(duì)安全,使用中根本無需充電,更具優(yōu)勢的是它的價(jià)格還比鋰離子電池還便宜!
納米金剛石電池到底是什么鬼?
說了那么多優(yōu)勢,這種電池到底是什么東西,它為什么能用那么久?一系列的問題出現(xiàn)在腦海中,種花家咋說也算是科學(xué)愛好者,需要找到令人信服的證據(jù)才能相信這種電池的存在,我們且來看看NDB公司是怎么解釋其原理的!
納米金剛石電池使用的是核廢料石墨的提取物碳-14,提純后的這種碳-14,會(huì)通過β衰變成為氮,也就是說它會(huì)變成氣體,消失在空氣中,但在衰變過程中會(huì)釋放出一個(gè)反中子和一個(gè)β衰變電子,當(dāng)然這點(diǎn)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,NDB需要將碳-14來制造鉆石!
鉆石在這個(gè)電池中充當(dāng)了半導(dǎo)體和散熱片的角色,收集電荷并將其傳遞出來,并且碳-14被非放射性的碳-12(普通的碳原子),以保證輻射不外泄,并以其超硬的外殼兼做保護(hù)層。NDB會(huì)將這種納米金剛石微電池使用電路相連,形成一個(gè)電池陣列,并利用超級(jí)電容收集這些并儲(chǔ)存這些電荷。
它可以封裝成任何電池模式,比如紐扣或者AA電池,甚至或者等電池形式,簡單的說這就是一個(gè)微型核發(fā)電機(jī),一個(gè)永遠(yuǎn)不需要充電的電池!理論上它以超強(qiáng)功率密度供電時(shí),壽命可以超過90年,如果在低功率傳感器中,它的壽命將高達(dá)2.8萬年!
這種電池似乎非常完美,但它到底靠譜不?
聽上去就是一個(gè)騙人的玩意兒,但到底是否靠譜我們用證據(jù)來說話!首先它的來源是核廢料石墨,很多朋友印象中的核廢料似乎并非石墨,但事實(shí)上石墨確實(shí)可以是核廢料,因?yàn)槭且环N非常優(yōu)良的種子減速劑,早期的核反應(yīng)堆就是石墨堆,即使到現(xiàn)在很多石墨堆仍然在工作中!
石墨堆中的石墨形狀
因此在英國總共有超過9.5萬噸的石墨塊,如果能將其中的放射性碳-14剝離,那么它的放射性污染會(huì)大大降低,也就是說處理成碳-14的作為電池原料的同時(shí)還處理了核廢料!因此到現(xiàn)在為止,理論上是可行的!
碳-14的放射性衰變能制造出電池嗎?
放射性衰變原理制造的電池稱為核電池,但核電池根據(jù)其利用放射性衰變能量不同,可以分為如下幾種:
直接充電式核電池:利用放射源發(fā)射的帶電粒子來產(chǎn)生電勢差,比如α粒子或者電子
氣體電離式核電池和輻射伏特效應(yīng)能量轉(zhuǎn)換核電池:利用其發(fā)射的粒子束對(duì)介質(zhì)的電離作用來產(chǎn)生電勢
熒光體光電式核電池:利用其發(fā)射射線誘發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光后通過光電轉(zhuǎn)換成電能
而熱致光電式核電池、溫差式核電池和熱機(jī)轉(zhuǎn)換電池:利用放射源產(chǎn)生的熱能來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。
上文中碳-14封裝在金剛石內(nèi),其無法構(gòu)造復(fù)雜結(jié)構(gòu),只能是帶電粒子來產(chǎn)生電勢差原理,也就是直接充電式核電池,發(fā)射電子的一端為正極,接收電子的一端為負(fù)極,這種直接充電式核電池屬于高壓低電流核電池,一般應(yīng)用在離子推進(jìn)系統(tǒng)、陰極射線管,光電倍增管或者人造心臟等人造器官這些需要高電壓的場所!
直接充電式核電池盡管結(jié)構(gòu)簡單,但能量轉(zhuǎn)換效率比較低,會(huì)因?yàn)檎娲渭?jí)電子發(fā)射系數(shù)、背散射電子發(fā)射系數(shù)、排斥因子及直接充電式核電池發(fā)射極與收集極之間的絕緣物質(zhì)等影響功率的輸出,必須使用更多的放射性材料才能制造出大功率電源,但此時(shí)體積會(huì)很大!
因此NDB必須要找到一種高效利用發(fā)射電子的技術(shù),但即使如此,也能將利用率提高到20%以上
碳-14電池的壽命真的能超過2.8萬年嗎?
碳-14的半衰期為 40年,每隔年,就會(huì)有一半的碳-14衰變成氮-14,假如其%利用了電子,那么從理論上來看,在2.8萬年時(shí)大約只有剛開始時(shí)的1/32左右,這似乎有點(diǎn)不太靠譜,10%就已經(jīng)很勉強(qiáng)了,還要撐到3%,不過微電流時(shí)也許問題還真不是特別大,從這個(gè)角度來看,2.8萬年也算它合格!
它能提供的能量有多大
據(jù)早先披露的資料稱,一塊擁有碳-14的金剛石電池,每天能提供焦耳的能量,看上去似乎很不錯(cuò)是吧,但這大約只相當(dāng)于能提供0.瓦的功率,這似乎有點(diǎn)低,如果要加大功率的話,必須要大量電池并聯(lián),比如要獲得1W的功率輸出,那么需要個(gè)這樣的電池,這個(gè)電池重量多少呢,大約2千克碳-14,如果加上外殼,估計(jì)至少超過5千克以上。
假如是鋰離子電池的話,5KG鋰電池,提供數(shù)千瓦肯定是沒有問題的,短時(shí)間內(nèi)數(shù)十千瓦也沒有問題,從理論上來看,所謂的金剛石電池完全就是一個(gè)概念!
它有違反能量守恒定律嗎?
盡管它號(hào)稱能使用上萬年,還不需要充電,聽上去就像鬼話一樣,但它卻沒有違反能量守恒定律,利用的是電子或者離子與放射性衰變的熱能,放射性核電池已經(jīng)是一種非常普遍的電源,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及航天領(lǐng)域,還有很多邊遠(yuǎn)無法供電的領(lǐng)域,核電池應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛!比如旅行者使用的就是氧化钚電溫差電池!
旅行者上的核電池
《火星救援》中就有將核電池拿來取暖,這種屬于溫差電池,但利用率也很低,因此會(huì)有大量的廢熱浪費(fèi),剛好可以在寒冷的火星車中作為熱量來源!
但NDB公司稱可以做為替代鋰離子電池作為電動(dòng)車的能源,還能使用90年,這實(shí)在讓人覺得有點(diǎn)像賈躍亭做的造車PPT,吹牛不打草稿??!