让纳米帮助电池

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韩国的研究发现纳米技术能够让电池快速充电，荷兰的研究则发现它能加快氢燃料电池的充气速度，而美国的科学家则发现这种新材料能制成更薄的薄膜太阳能电池。

虽然电池能量密度或者说比能量提升有限，但是就目前的电池水平，如果充电时间大大缩短，电动汽车商业化的道路将会迅速到来。

2012年8月13日，韩国教育科学技术部说，他们国家的科学家开发出了一种充电电池新材料，它能在几分钟内就充满电。这种新电池的发明将大大提高电子产品的受欢迎程度，目前电子产品的锂电池都要几小时才能充满电。

传统的电池是用粉末状的纳米粒子材料来形成能够储存和释放能量的紧密多层的结构。这一新型电池也使用同样的纳米粒子材料，但这种材料先在含有石墨的溶液中分解，之后碳化形成遍布电池电极的紧密导体网络。

结果就是，新电池中所有能够蓄积能量的粒子都能同时进行再充电，而传统电池中同样的粒子则是按照从最外层到最里层的顺序依次进行再充电。这样，新电池充电所需时间只占到了现有电池充电所需时间的1/30到1/120。

“这项研究的不同凡响之处在于，它克服了现有锂电池的局限性，”蔚山国家科学技术学院教授邱宰非说，“我们将进一步开发出能在一分钟内完成充电的电动车新型充电电池。”

关于这项研究的论文2012年8月初发表在国际性期刊《应用化学》周刊上。而发表在2011年10月号的科学期刊《先进能源材料》上的一篇论文则说，使用金属纳米粒子储氢可以加快氢燃料电池的充气速度。

荷兰能源转化与储存材料学教授伯纳德?达姆及其在代尔夫特理工大学和阿姆斯特丹自由大学的同事们证明，金属合金纳米粒子的大小能够改变储存在金属氢化物中的氢气释放的速度。纳米粒子越小，氢气进入燃料电池的速度就越快。

目前，氢气需要以700巴的气压储存在汽车油箱中。因此，充气站需要使用高压泵给汽车油箱充气，而高压泵会消耗大量能源。所以人们有充分的理由寻找新的储氢技术。镁等金属无需高压就能吸收高密度的氢，但它的劣势在于很难再次释放出氢，而且释放过程十分缓慢。加快氢释放的一种方法是使用吸附在基质上以消除粒子团聚现象的镁纳米粒子。

荷兰科学家的实验证明，纳米粒子与基质之间的相互作用能够加快氢气的释放速度。他们利用镁箔和钛箔制作的模型证明如何释放出氢气压。这意味着我们能够使用吸附在基质上的纳米粒子来储存氢。基质材料的选择将决定需要使用多大的氢解吸压力。

经济有效的储氢技术将对氢燃料电池的广泛应用起到重要作用。伯纳德?达姆认为未来的混合动力汽车将在短途行驶时使用电池，而在长途行驶时使用氢气。他说：“你们的电动车在市内将由电池提供动力，而去更远的地方就会使用氢气。”

2012年6月，美国北卡罗来纳州立大学的科研人员则表示，他们能够借助纳米夹层技术制成更“苗条”的薄膜太阳能电池，而不影响电池吸收太阳能的能力。

纳米夹层的设计，可使活性材料位于两个介质层之间。纳米结构可作为十分有效的光学天线，令太阳能聚集在活性材料上。这意味着科学家能够使用更薄的活性层构建太阳能电池，而不会影响电池的效能，从而解决传统薄膜太阳能电池中活性层变薄会随之削弱电池能效的难题。

同时，这也将大幅降低新型电池的制造成本，并可广泛应用于其他众多太阳能电池材料，如碲化镉和铜铟镓硒(CIGS)等。

《汽车商业评论》认为，尽管上述依靠纳米助推电池水平提高的技术还处于实验室成功阶段，但是它们对于提振世界对于电动汽车未来发展的信心，具有重大的促进作用。