氧离子电池可能会改变游戏规则。
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一、目前锂电池的问题
我们环保的未来取决于电池，从为我们的手机供电到为我们的电动汽车供电，甚至储存可再生能源，帮助我们在无风或无阳光时保持电能。这一切都很好。但我们目前使用的锂离子电池一点儿也不环保。
事实上，这些电池对地球造成了可怕的影响，从导致栖息地丧失，甚至毒害生态系统。更重要的是，这些昂贵的电池只能使用几年，然后就会退化，直至报废，但随着电动汽车的日益普遍，这样的趋势似乎无法避免。
幸运的是，一群天才的研究人员，可能刚刚找到了一个近乎完美的解决方案：氧离子电池！
在深入研究之前，我觉得有义务声明，尽管锂离子电池存在缺点，但将这些电池用于电动汽车，对地球来说，仍然比任何化石燃料能源都好。虽然这还不足以让我们实现真正的可持续性——至少现在还没有。
既然已经说明了这个问题，我们首先需要了解，锂离子电池为什么会退化，以及它们如何破坏地球。
1.锂离子会退化
让我们从退化开始。每次锂离子电池充电和放电时，都会有少量锂沉积在电极上，从而从电池机制中逸出，这使其变得“不可用”。锂是这些电池中，储存能量的部分，因此这种不可用性会降低电池的整体效率，直到电池变得无用。不同设计的锂离子电池对该过程具有不同的抵抗力，因此具有不同的充电循环寿命，这意味着一些电池最多可以充电2,500次，而有些只能充电500次左右。
2.锂电池不环保
那么，为什么锂离子电池不是很环保呢？好吧，这一切都与制造它们所需的材料有关。要制造充电时间相对较快且能量密度足够高的锂离子电池，需要使用到镍、锰和钴电极。这些金属，尤其是钴和锰，在地壳中并不丰富，这意味着我们需要密集的采矿来提取它们。这会导致重金属渗入地下水位和周围环境，使它们中毒。此外，这些金属（尤其是钴）最便宜的来源存在于发展中国家。在那里，童工被用来在极其危险的条件下开采矿石，这让人质疑采购制造这些电池所需材料的道德性。此外，组装锂离子电池需要大量能源，再加上密集的采矿和精炼，导致其生产过程中的碳排放很高。
二、氧离子电池
氧离子电池
那么，解决方案是什么？嗯，来自TUWien的科学家们创造了一种电池，它使用丰富的、对环境危害较小的材料，从空气中补充其离子源！让我继续往下看。
这种电池被称为氧离子电池。它使用陶瓷材料作为电极，可以吸收和释放双负电氧离子。这些陶瓷相当独特，因为它们基于钙钛矿晶体，这种晶体也用于某些太阳能电池板，并且不易燃。更重要的是，当在这些陶瓷上施加电流时，氧离子会从一个陶瓷电极移动到另一个陶瓷电极，从而为电池充电。为了放电，离子移回另一个电极，推动电子通过连接的电路，为其供电。
1.氧电池的优点
这些陶瓷由非常容易获得的材料制成，这使它们非常便宜并且非常环保。事实上，使用相似材料的钙钛矿太阳能电池板也正是利用这一属性，才使得太阳能发电变得更加环保。
与此同时，由于这些材料不易燃，因此电池爆炸或着火的风险接近于零，这对锂离子电池来说是一个巨大优势。
与锂离子电池一样，这种电池在每次充电或放电时也会损失一点氧气。但是，与锂离子电池不同，它们可以随时补充。就像我们的呼吸一样，空气中有足够的氧气。这意味着电池不会因退化而报废，理论上可以永生！但实际上，情况并非完全如此，因为其他故障也可以损坏电池，例如陶瓷开裂。
因此，由于其材料简单和吸收氧气的能力，这些电池比锂离子电池更便宜、更安全、更环保。这是否意味着，我们很快就能拥有一辆，非常便宜、续航里程长且对环境影响很小的电动汽车？那也太美好了吧？
2.氧电池的缺点
然而一切并不是那么美好，这种电池有几个缺点，阻碍了它的进展。首先，它的能量密度仅为锂离子电池的30%，约为140Wh/Ltr，这意味着氧离子电池汽车的续航里程很小。
更令人担忧的是，它的工作温度为350℃至500℃，这将使它在电动汽车中的使用变得完全不切实际，而且能源效率非常低下。
但是这种电池仍然可以用作可再生能源存储。它们的低能量密度在可再生能源储存中不是问题，而且它的低成本性、低环境影响性和高安全性具有显著优势！
接下来的问题是，如何解决温度问题呢？好吧，我们有一种叫做热电池的东西，可以将可再生能源作为热量储存在装有沙子的高度绝缘的容器中。内部温度可高达600℃，这意味着混合热氧离子电池，可能是超级廉价且可扩展的，可再生能源存储的绝佳选择。
所以，目前，氧离子电池也许不会彻底改变电动汽车的世界，但它们，或者至少是支持它们的技术，将解决我们在电网级储能方面遇到的许多问题，并彻底改变我们扩展可再生能源的方式。
未来的展望
也许过不了多久，这些聪明的研究者们，就能解决它的两个缺点呢？到那时，它们就有可能帮助我们，彻底停止使用化石燃料，甚至拯救地球。
但是谁知道呢？
也许几年后，他们又会发明一种低温、高能量密度的变体，可以给我们一辆不朽的汽车！
这样的发明再多缺点，也总好过那些所谓加水就能跑的汽车，甚至是点水变石油的炼金术师是吧？（手动狗头）
