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从科技界的007,到液态金属电池之父:我对能源的未来有话说
2017年09月13日 09:48DeepTech深科技
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  身材高挑,面庞英俊,西装笔挺,酷爱跑车。不论坐立,总是风度翩翩。这位形象气质、性格爱好如同老版007特工一样的美国老帅哥Donald Sadoway,其真实的身份是美国麻省理工学院(MIT)讲席教授,一位在科技界如同摇滚明星一样的顶级材料化学家。

  虽然现在是美国人,Donald Sadoway却出生在加拿大,而且从小学到博士的学习,都是在多伦多完成的。1977年,一纸北约博士后奖学金通知书,改变了这个新晋多伦多大学化学冶金博士的命运。次年,他进入美国麻省理工学院,一路做到讲席教授。

  如今的Sadoway是世界知名的材料化学、熔盐物理化学、电化学专家,在贵重金属提炼、液态金属电池、锂离子电池、电化学传感器、半导体和超导装置方面有很深造诣。拥有十余项专利,曾发表过100余篇顶级论文,在世界著名大学、学会和企业中获得过多项奖励和荣誉。而正是MIT,成就了他最为人称道的江湖身份:液态金属电池之父、电网储能领域泰斗级别的人物。

  早年的Sadoway一直致力于研究更加环保的金属提炼方法,并颇有建树。而让他转型做电池研究的原因,是他的一项爱好:同007一样,Sadoway酷爱汽车,尤其是跑车。至今,他的电脑桌面仍然是前几年卖掉的心爱的跑车的照片。

图丨 Sadoway所钟爱的 82 Avanti

  20多年前,一次机会让他试驾了最早的一批包括福特Ecostar在内的电动汽车。这位资深车迷及顶级科学家敏锐地意识到,电动汽车才是汽车的未来

  然而,电动汽车有一个致命的短板:续航里程太短了。这个问题直到今天都没有得到解决。于是,他果断地把研究重点从金属提炼转向电池领域,并最终完成了对电池这个古老的技术的重新定义。

图丨1992年即量产的电动汽车福特Ecostar与2017年推向市场的Tesla Model 3。前者续航约150公里,25年后,后者也只提高到了350公里,依然远低于汽油车的续航里程。

  他研究出了一种固体聚合物电极,并把这种材料用在了一种叫做“sLimcell”的全新锂离子电池上,让同样重量的锂电池可以提供两倍的电力——即将电池的“能量密度”提高了两倍,颠覆了已经沉寂20年的锂电池技术,获得了包括美国R&D100 奖和美国能源部清洁能源奖在内的一系列知名的科技创新奖项。

  Sadoway转型电池研究二十多年后的今天,电动车行业已经风起云涌,多家传统车企也宣布了内燃机汽车的停产时间,在科学研究领域,新型电池成为了炙手可热的显学,而Sadoway在二十多年前就预见了这一切。

  之后,他把目标聚焦到了更重要的电网级储能电池上。众所周知,近年来突飞猛进的太阳能、风能等清洁电力十分不稳定、不可控,火力发电这种污染但稳定的发电方式仍然是中国、美国、印度等碳排放大国无法避免的选择。

  一方面存在大规模的弃光、弃风,一方面燃煤燃气加剧全球气候变暖。Sadoway认为,如果人类未来想摆脱化石燃料,必须在现有的电网结构中加入关键的一环:储能,让发出的不稳定的电力首先被储存起来,等到需要使用的时候再释放,而不是直接接入电网。

  然而,受限于能量密度、价格等众多因素,Sadoway坚信,常规的锂电池不能也不可能成为电网级储能的选择。2009年,Sadoway成功发明出一种全新的电池:液态金属电池

  与传统的任何一种电池不同,他用熔融的盐和两种密度不同的液态金属构成了电池的基本结构。这种廉价、高效的全新电池在各方面都有着极大的优势,让人们看到了电池作为电网级储能的曙光。这项技术于2009年获评麻省理工科技评论十大突破技术。

  基于此,Sadoway和他的学生合伙成立了生产液态金属电池的公司Ambri,获得了包括比尔·盖茨在内的众多投资人的青睐,并有望在明年将这一颠覆性技术投向市场,先期实现500kWh的商业化目标。

  未来属于锂电池?液态金属电池?还是其它的什么?

  液态金属电池虽然无法装进汽车,以满足Sadoway研究电池技术最初的愿望,但却有可能让地球摆脱化石燃料,拥有非凡的意义。

  不过,一大批媒体和金融机构认为,传统锂电池的价格将进一步下降,直到成为电网级储能的唯一主力。针对资本市场的这一种声音,Sadoway认为“不现实”:一些媒体仅凭锂电池的学习率19%来进行预测,没有科学依据,且这个预测结果显示锂电池的成本竟会低于原材料的价格,根本不可能。此外,储能系统也不能简单用“每千瓦时电力的价格”来衡量,更有说服力的指标应该是“每千瓦时每循环的价格”,这个数字可以反映整个系统的寿命成本。因为每个手机用户都知道,锂电池失效很快,所以,Sadoway相信,损耗更慢的液态金属电池才是这一问题的正解。

  人类能源的未来究竟会何去何从?也许没有人知道确切的答案。但从事这个领域多年、成果顶尖的Sadoway,绝对比任何人都更有发言权。

  想知道他对这个问题的最新解答吗?不妨直接来现场,亲耳听听他会怎么说。

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