时不时地，革命性的技术似乎自发地出现在稀薄的空气中并改变我们的世界。炸药，青霉素，X射线机，甚至微波都是此类Revo的示例
时不时地，革命性的技术似乎自发地出现在稀薄的空气中并改变我们的世界。炸药，青霉素，X射线机，甚至微波炉都是这种革命意外发现的例子。
好吧，今年我们可能还有另一个。但是，这次它不仅是为了彻底改变我们的生活方式，而且可以通过解锁难以捉摸的技术来挽救我们的星球免于迫在眉睫的气候变化：锂 – 硫电电池。
我们选择的电池技术 – 锂离子 – 有一些严重的缺点。
几十年来，我们一直在寻找最好的技术来为我们的现代生活方式提供动力并启用清洁技术，例如电动汽车。自90年代初以来，选择的电池技术一直是锂离子。
它为从手机和特斯拉斯到电网备用设施甚至卫星的所有功能。但是，尽管他们将我们带入了21世纪，但他们还是有一些严重的弊端。
首先，建造它们所需的材料，例如钴，通常在环境上造成了损害。它们破坏了巨大的生态系统，甚至消除了有毒化学物质。 （实际上，也存在一个人道主义问题，因为这些矿山的工作条件中的一些是致命的，并且使用童工。）
纯钴。 （信用：Alchemist-HP / Wikimedia Commons）
然后是生命周期问题。我们要求从设备收取更快的费用。从手机到汽车，这一切都适用。但是，正如任何拥有智能手机的人都会告诉您的那样，如果您反复迅速向其充电，锂离子电池可能会很快失去容量。
电池降解是一个严重的担忧，尤其是对于电动汽车世界而言。二手电动汽车有时会毫无用处，如果电池电量将花费一小笔钱才能更换。总体而言，这正在减慢电动汽车的采用速度，这也意味着已经是一个相当大的问题的电子废物只会恶化。也有密度问题。锂离子包装相对浓密，但它们仍然很重，大且笨重。这限制了电动汽车的范围，因为电池太重了，并且使电池对于某些应用不可行，例如商用电动飞机和船只。
锂离子电池甚至还有火灾问题，因为受损的电池会自发着火并强烈燃烧。只需看看三星的一些旧手机（注7）和理查德·哈蒙德（Richard Hammond）坠毁的RIMAC EV发生了什么。
这就是为什么Drexel的科学家正在研究一种全新的电池，称为锂硫。
Lyten是锂硫电池的少数制造商之一（左边的小袋牢房）。 （信用：Lyten）
从表面上看，锂硫似乎可以解决锂离子的所有问题。它使用的生态有害材料要少得多，可以更便宜，最多可以是能量浓度的三倍（意味着电池较轻），而着火的可能性要小得多。一切都没有损害充电速度。
那么，捕获量是多少？我们为什么没有它们？
好吧，他们有一个巨大的问题。虽然锂离子电池可用于2000座电荷周期，但锂硫的含量通常仅限于仅一半。因此，经过一两年的适当使用后，锂硫电池基本上已经死亡。
锂硫电池的生产可能比锂离子电池更便宜，能量浓度高三倍。为了解决此问题，Drexel团队正在尝试通过更换电池阴极中的化合物来尝试新的锂硫酸盐。
他们的目标是减慢当电池充电和放电时产生多硫化的化学反应。这些晶体有效地将硫从电极中取出，并最终导致大量容量损失。减慢它们可能会使这些非常通信的电池持续更长的时间。
硫是Drexel发现的关键。 （信用：Ivar Leidus / Wikimedia Commons）
但是他们发现的是令人难以置信的东西：一个基本上阻止电池降解的硫化学阶段！他们对这一发现感到震惊，以至于他们必须检查100次以确保他们不会误读它。
该化学阶段被称为单斜γ相硫，但在高温下仅在实验室中观察到，超过95°C（203°F）。这是在室温下第一次看到它。
伽玛单斜硫硫沉积在碳纳米纤维的外表面上。黄色的球表示表面沉积的伽玛 – 单斜硫；红球表示硫化锂，这是硫还原后形成的产物。 （学分：Rahul Pai等，《通信化学》，2022年）
在电池中，此阶段完全停止了产生多硫化的反应。这是如此有效，以至于科学家将电池通过4,000个电荷循环发送而没有容量下降，这意味着它的持续时间至少是锂离子的两倍。
还值得注意的是，它们的电池能量浓度是锂离子的三倍，并且可以快速充电！这些电池将重量的三分之一的等效锂离子电池，并具有两倍的寿命。
说这是一个非凡的发现是一种大规模的轻描淡写。但是，这种新的硫磺阶段也具有其他好处，例如降低电池的扩展和增加的安全利润率。换句话说，该电池具有最终大众市场电池的所有标志，这些科学家纯粹是偶然地发现它的。
与大多数意外发现一样，科学家尚未弄清楚实际发生了什么。他们仍然不知道为什么要创建这种硫的阶段或如何确保其保持这种方式。因此，需要进一步的研究来回答这些问题，以开发可靠的电池，该电池可用于数十亿台计算机，电动汽车等。
但是，值得等待，因为这些电池将重量的三分之一的等效锂离子电池，并拥有两倍的寿命！
短途航班，货船和乘客渡轮将采用一项技术，使它们能够完全电动。
这意味着，具有数千英里范围的范围更快，更高效的电动汽车将以与当今电动汽车相似的成本在商业上可行。更重要的是，它们实际上仍将在10年内有用，从而大大减少浪费并提高采用率。
此外，短途航班，货船和乘客渡轮将采用一项技术，使它们能够完全电动。节省重量，长寿和有竞争力的价格将意味着这些部门最终可以实现其低碳目标。
简而言之，锂硫电池可以使大量活动进行电动，从而使零排放量变得更加可行。
硫沉积物污渍黄石的晨荣泳池温泉黄色。 （信用：Lukas Kloeppel / Pexel）
锂，硫和其他使这种新电池的材料在整个地球上都很丰富。这意味着我们可以极大地最大程度地减少采矿的生态影响，并确保更强大的供应链。
但这并不是这一发现的终结。德雷克塞尔（Drexel）的团队已经在考虑使用这一突破来制作钠硫电池。通过消除对锂的需求，它们可以使电池更加环保，并消除大量的供应链瓶颈，从而确保采用电动汽车的速度可以在Carmakers计划的突破性速度下继续进行。
Drexel的这一偶然发现将彻底改变世界的权力使用，并帮助人类向更清洁的碳中性社会过渡。让我们希望Drexel的团队能够尽快将这项技术从实验室中脱颖而出。
这篇文章最初发表在我们的姊妹网站Freethink上。
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