鋰矽(Lithium-Silicon)電池

推廣電動車的人通常都會刻意避免談論的就是鋰礦開採對環境的破壞,譬如純化一噸的鋰需要一千五百噸的水,而這使用後的水並不能被再回收。而通常蘊含鋰礦的地方都是極度乾燥水資源不豐富的區域,根據統計礦藏區開採鋰礦使用的水約佔該處用水的65%等等、等等。本園地中肯的談論電動車的優缺點,自不同角度分析提供客觀的評論,讓讀者了解未來發展電動車的可行之路。

但無論如何,電動車目前的缺點都不足以構成放棄它的原因。以馬達的高效能與都會區的空氣淨化角度而言,電動車的推廣無庸置疑是一個必須走的一個大方向,只是要如何克服障礙並以最佳的方式去方展。目前而言,如前所述,電動車對環境的影響並非完美無瑕。地球鋰礦的枯竭,鎳、鈷、鋰礦開採對環境的隱形破壞,鋰礦價格過去十年漲了十七倍(光去年就四倍)等,因此已開始有一些鋰離子電池(Li-ion)電池的替代方案出現。地平線上可見的首當固態鋰離子電池,固態電解「液」代表更安全與更高的能量密度(一般估計兩倍以上),高能量密度就代表提供同樣里程能量的電池只需要更少的鋰。其次是本文探討的鋰矽電池(Li-Si),此乃以矽取代石墨為負極材料,這除了也意味著更高的能量密度之外(理論值達十倍,製造成本估計僅約傳統每度100美元的七分之一),同時矽相對於石墨也是個更廣泛廉價無須汙染開採就可取得的元素。其中檯面上美國一家名為Group 14(取名原因個人猜測應該是,矽(Si)乃化學週期表中第14群組的元素之一)的新創剛取得包含微軟、眾家創投與美國能源部在內的兩億多美金資金,相信短期內必定會取得跳躍式進展。

最後就是近期由目前世界電池一哥的中國寧德時代(CATL)商轉的鈉離子電池(Na-ion)。顧名思義它完全屏除了對鋰的依賴,且使用的鈉也是廣泛無汙染可取得的元素。相信不用太久,在高功率的鈉離子電池問世後會是電動車另一個劃時代的里程碑。如再結合固態電池技術,那麼一千公里以上的續航力將變得稀鬆平常,普遍為人詬病的充電速度緩慢的問題也將變得不那麼重要甚至不存在。

最終,個人認為成熟的氫燃料電池技術仍會是電動車終極的能源選項,就算不是氫燃料,也將有其他新的更有效率的燃料電池技術,原因無他,因為只要想到每輛電動車都重拖著一顆500公斤的電池(這也造就了電動車的製造碳排約為燃油車的兩倍),而且續航力與電池重量成正比,直覺該有更好的解決方案。相對之下,氫燃料電池小客車僅需約5公斤的氫就可續航500公里,儘管氫燃料的能源轉換效率打了個折扣,但在地球上缺的並非能源(您可能不知道,人類每年只利用了約等值於一小時的地表總日照能量進行太陽能發電),而是低碳的環境。此外,蓄電池電動車畢竟也已經歷了一個世紀(亨利福特的老婆當年在上個世紀初於福特Model T尚未大賣之前,開的就是已能跑一百多公里的Anderson電動車廠製造的Detroit Electric蓄電池車款),似乎也該有新的能源技術出現。

發表者:李麥克

興趣廣泛,希望一天是48小時。自幼喜歡拆解家電零件安裝到其他可用的電器上面,興趣廣泛永遠有學習新知的渴望。一輩子都充滿對英文閱讀與各種工程科學 (STEM) 學習的渴望。 小時候閉起眼睛模擬雙手正在控制方向盤並加油或踩離合器換檔的快感成了我的免費虛擬電玩,年輕時迷上電視影集霹靂遊俠後 (仍熟悉的"老哥"稱呼?),更開始對汽車產生了各種幻想。有幸此生見證了電動車的崛起與可預見的自駕車的未來並親歷其中,即使是在人生的下半場。在讀了來自克羅埃西亞電動超跑Rimac C_Two的故事後,更發現Rimac的諧音更可以將自己投射到霹靂遊俠中的主角。 自2012年特斯拉推出Model S後即開始累積電動車方面的學養。更於2018年在浸淫軟體工程領域二十餘年與後期的3D感測與自駕車應用新創公司數年後,因著對電動車的狂熱開始對特斯拉(Tesla)是如何成功的好奇而"誤入歧途"一頭栽進對電動車的研究。於是在同年前往英國攻讀英國第一屆電動車工程碩士學程並於次年取得人生繼台灣與美國碩士學位後的第三個電動車工程碩士(MSc with distinction in Electrical Automotive Engineering)。目前開設電動車相關技術與各類電腦資訊教學課程(程式設計等),電動車專長領域為動力系統(Electric Drive)。 嗜好:英語閱讀、電動車、程式設計、顧問、教學、網球、小號、爵士鼓、吉他

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