能源：供電動汽車使用的液體燃料

要讓電動汽車跑上數百千米而中途不用充電，提高電池性能是關鍵。但現有技術的改進卻始終是小打小鬧，突破性進展總讓人覺得遙不可及。不過，采用一種新方法來安排現代電池的內部架構，有望使電池容量翻一番。

這個想法由麻省理工學院教授蔣業明(Yet–MingChiang)提出，他在度假時想到了這個創意，并與別人合作創辦了A123系統公司。蔣業明認為，推動電解液穿過電池的所謂“液流電池”具有一些極佳的特性，而現今最高水平的鋰離子電池，即已經在日常電子產品中普遍使用的那種電池，則有較大的能量密度，如果能找到一種方法把兩者的優勢結合起來，那會怎樣呢?

液流電池將電能存儲在電解液槽中，它的缺點是能量密度較低。其優點則是大小隨意，擴容易如反掌：要提高電池容量，只須建造更大的儲能液槽即可。

蔣業明與同事打造出了一種新電池的工作樣品，它的能量密度與傳統的鋰離子電池相當，但其儲能載體實質上則是與液流電池一樣的液體。此載體外觀如黑色泥漿，內含納米級微粒及儲能金屬顆粒，蔣業明稱它為“坎布里奇原油”(Cambridgecrude)。

如果在電子顯微鏡下觀察坎布里奇原油，會看見許多微塵大小的顆粒，其材料與構成許多鋰離子電池負極和正極的材料相同，分別為鋰鈷氧化物(正極)和石墨(負極)。

在這些懸浮于液體中的相對較大的顆粒之間，是一些由碳構成的納米微粒，它們正是此發明的“秘密調料”。納米微粒集聚起來打造出一個海綿狀的網絡，形成一條條把存儲著離子和電子的較大電池顆粒連接起來的“液體導線”。在其流動時，納米組分也始終維持著電子運動的路徑，使電子在各個儲能載體顆粒之間暢行無阻。

新電池的工作載體可以流動，這誘發了一些美好的憧憬，比如安裝了這種電池的汽車駛入服務站后不用充電，直接加坎布里奇原油即可。蔣業明的合作伙伴、麻省理工學院的W·克雷格·卡特(W.CraigCarter)提出，用戶或許可以更換一種狀如燃氣罐而內裝電解液的裝置，而無須在插座上充電。但是，將充電電解液注入或取出電池，并非蔣業明眼下著力開發的首項產業化應用。他已經同卡特及實業家斯魯普·懷爾德(ThroopWilder)合作創建了一家名為24MTechnologies的新公司，將其團隊的研發成果推向市場。對于該公司即將推出的第一款產品，卡特與蔣業明皆守口如瓶，但他們強調，這些電池完全適合于電網儲能等應用場合。蔣業明指出，即使儲電量不大，也可能對風能及太陽能等間歇性能源的性能產生顯著影響。以他的設計為基礎的大規模儲能電池的能量密度至少將達傳統液流電池的10倍，這樣電池可做得更加緊湊，成本也可能更低。

不過，坎布里奇原油要實現產業化應用，還有很長一段路要走。一所重點科研院校儲能工程的負責人指出：“對此持懷疑態度的人可能會說，他的新設計遇到的棘手向題，要比某種潛在解決方案帶來的好處多得多。”將電解液泵送過電池槽需要增添機械裝置，從而加大系統的重量，這當然讓人不爽了。“泵、儲能缸、管道等的重量和體積，以及電解液和碳添加劑等額外所需的重量和體積加在一起，可能使這項技術在重量上超過現有技術水準的電池。”此外，隨著時間的推移，經過多次充放電之后，它的穩定性可能也不及傳統鋰離子電池。

更根本的問題在于，這種新電池的充電太慢，據卡特說要比傳統電池慢上2～4倍。

這對汽車來說是個令人頭疼的事，因為汽車需要快速傳送動力。一種解決辦法是讓這種電池與傳統電池或超級電容器(它可在幾秒內釋放出所存儲的電能)搭配使用，在剎車和加速期間由后者提供緩沖的傳動。

但這種新方案仍然大有潛力。美國爵碩大學材料工程師尤里·高果奇(YuryGogotsi)指出，將能量存儲在“微粒型流體”中的裝置應該與幾乎任何一種電池化學體系相容，從而使它對電池行業未來的革新起到推動作用。高果奇說：“它為電池設計開辟了一條新路。”