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为未来提供动力:寻求更好的电池

当杰夫张伯伦于1993年离开研究生院时,他的一些朋友去了电池研究工作。

“我记得对他们说,'我以为电池已经完成,'”他说。 “即使在那时,也就是在1993年。20年前。”

现在,他是一个新的创新中心的领导者之一,有时被称为曼哈顿电池项目。

Jeff Chamberlain是能源储存研究联合中心的开发和示范副主任。
Jeff Chamberlain是能源储存研究联合中心的开发和示范副主任。 CBS

正式命名为联合储能研究中心,这是联邦政府资助的对更好电池的追求。

张伯伦说:“我们希望尽可能便宜地存储尽可能多的能量,并使其轻便可靠​​。”

去年年底,阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)获得了1.2亿美元的拨款,用于创建该中心,其使命是在五年内开发出功率强五倍,价格便宜五倍的电池。

这是张伯伦承认可能无法实现的任务,但这是一个令人向前发展的理想目标。

张伯伦说:“如果我们今天可以实现双倍,三倍或四倍,它将推动市场发展。”

为了了解他们将如何做到这一点,CBSNews.com 了芝加哥郊外占地1500英亩的实验室。 在巡演中,张伯伦解释了他们的过程。

第一:基础研究,科学家用密封的手套箱等设备制作和试验新材料。

阿贡国家实验室的研究人员使用手套箱来研究电池测试电池。 CBS

“当我们进行电池研究时,我们通常不希望接触H2O,”张伯伦说。 “有时我们不希望任何氧气甚至氮气暴露。这些箱子充满了氩气,非反应性气体,因此我们可以进行化学反应,甚至在手套箱内制造小型试验箱。”

他们使用强力磁铁来检查新材料,这与医生使用MRI检查身体内部的方式不同。

“你基本上会使分子产生共鸣。” 张伯伦解释道。 “你用磁力震动它,根据分子如何产生共振以及从它产生的信号,你可以确定原子水平,给定材料的结构。”

张伯伦说,机器人手臂使研究人员能够制作和试验新材料的多种变化,并采用科学家的工作,并将其倍增。

张伯伦说:“你可以拥有一个想法的结晶,一个想法的核心,然后通过机器人,非常系统地测试更广泛的分子。”

制作新材料后的下一步:制作更多材料。 Argonne的工程师专注于这一点,使用更大的设备从实验室生产的样品瓶扩大到工业用途所需的更大量。 然后,工业部门将这些金额进一步扩大。

张伯伦认为,这是一个比创新本身更难的过程。

张伯伦说:“从可以放在我的指甲上的数量到可以放在轨道车上的数量,你必须经历几个步骤。” “这并不简单。”

张伯伦认为,Argonne和联合中心的工作将为消费者提供更好的电池,以及更好的储存可再生能源的方法。

“未来十年对能源储存研究来说将是一个非常激动人心的时刻,因为迫切需要寻找新技术以及进行这项研究的意愿和新想法。”