科技發(fā)展：電動(dòng)汽車發(fā)展中的一個(gè)難題


圖片來源：Pixabay
電動(dòng)車的未來觸手可及。據(jù)經(jīng)濟(jì)分析人士預(yù)測(cè)，到2040年，地球上三分之一的汽車都將使用電池驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)汽車大多依賴大型鋰離子電池提供動(dòng)力，這也引發(fā)了人們對(duì)全球鋰供應(yīng)的擔(dān)憂。但在發(fā)表于《焦耳》（Joule）雜志上的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家指出，更大的問題在于另一種金屬——鈷。
研究的負(fù)責(zé)人、麻省理工學(xué)院的材料科學(xué)家和工程師埃爾莎·奧利維蒂（Elsa Olivetti）說：“最好的鋰電池陰極（負(fù)極）都含有鈷，而鈷的產(chǎn)量較為有限?！眾W利維蒂及同事計(jì)算了，如果電動(dòng)汽車按預(yù)期迅猛勢(shì)頭發(fā)展，鈷的短缺會(huì)達(dá)到什么程度，得到的結(jié)果發(fā)人深省。


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鋰電池陰極由鋰金屬氧化物層組成，其中含有鈷和其他金屬元素。鈷的原子特性有助維持陰極的層狀結(jié)構(gòu)，使陰極能將許多能量聚集到較小空間中。
奧利維蒂及同事推斷了到2024年時(shí)鋰和鈷的供應(yīng)狀況。為了計(jì)算需求量，他們基于電動(dòng)車和便攜式電子設(shè)備電池使用增長(zhǎng)速度快或慢的不同可能趨勢(shì)，提出了兩種方案。結(jié)果發(fā)現(xiàn)從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，鋰不太可能成為限制因素。但即便按保守估計(jì)，2025年電動(dòng)汽車的銷售為1000萬輛，當(dāng)年鈷的需求量可能會(huì)達(dá)到33萬噸，而當(dāng)時(shí)鈷的供應(yīng)量最多為29萬噸。


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此外，鋰電池的回收十分復(fù)雜，很少有人愿意這么做。美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)輸系統(tǒng)分析師琳達(dá)·蓋恩斯（Linda Gaines，未參與此項(xiàng)研究）認(rèn)為：“即使回收效率更高，流程成本更低，也要到電動(dòng)汽車大規(guī)模占有市場(chǎng)10年甚至更久之后，才有人愿意考慮電池回收的事?！?br> 不過，新型的陰極化學(xué)成份為人類帶來了希望。科研人員正在研發(fā)無鈷陰極，希望它們能夠產(chǎn)生實(shí)際功效。
撰文：普拉基·帕特爾（Prachi Patel）
翻譯：林清
文章來源：環(huán)球科學(xué)


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