剑桥研究人员正在努力解决技术最大的谜题：如何建立可以为绿色革命提供动力的下一代电池。
像我们中的许多人一样，当我醒来时，我在床头柜上到达电话，开始通过推特，Instagram，电子邮件和新闻应用程序开始滚动。我在通勤期间准备好工作和播客，听着流式音乐。当我到达办公室时，我的手机已经需要提升。它甚至没有上午9点。
这是一个现代奇迹，我们的口袋里有电脑比那些支持月亮着陆的袋子。但是，尽管我们的手机和笔记本电脑内部的晶体管每年都越来越较大，但电池的电池没有。
使电子设备便携式的关键 - 以及为我们传播和消耗信息的通信和消耗信息的关键 - 是索尼锂离子电池的商业化1991年。锂离子电池是可充电的，因此当设备连接到充电器时，锂离子电池恢复电池供另一种使用。
虽然锂离子电池具有不可否认的优点，例如相对高的能量密度和长时间的寿命与其他电池和能量存储的手段相比，它们也可以过热甚至爆炸，并且相对昂贵地生产。另外，它们的能量密度无处可达汽油。这使得它们不适合在两种主要的清洁技术中广泛使用：用于太阳能电力的电动汽车和网格级存储。更好的电池可能会产生所有的差异。那么举行进步是什么？
克莱尔·格雷教授是英国领先的电池研究人员之一，并在剑桥的化学部门领先一家大型研究小组。使用诸如NMR光谱等方法，她的小组研究可用于下一代电池，燃料电池和超级电容器的材料。
一个更好的电池是可以存储更多能量或可以充电的能量的电池 - 理想情况下都是如此。灰色的小组正在开发一系列不同的下一代电池，包括锂 - 空气电池（使用锂电池和氧气的氧化，以诱导电流），电池，镁电池和氧化还原流量电池。
例如，一个可用的锂空气电池的理论能量密度将是锂离子电池的10倍，这使它在便携式电子产品、运输和电网存储方面具有潜在的应用价值。然而，尽管这种高能量密度与汽油相当，但实际可实现的能量密度明显较低，重大的研究挑战仍有待解决。
虽然灰色与工业合作伙伴合作，但是今天改善电池的电池，她表示大学的作用是考虑完全新型的电池，例如她在她的实验室发展的新电池。
“大学需要从现在起十到15年的答案 - 我们是最好的人，最好是创新，创造性地思考激进的新解决方案，”她说。“我们希望确保我们的工作远远超出当今的电池。”
除了开发全新类型的电池，格雷的主要研究方向是故障检测。作为由英国皇家学会资助的教授职位的一部分，格雷试图找到在电池故障发生前定位故障的方法。
“在出现错误之前，我们可以检测电池中的故障指标吗？如果我们能找到它们，那么我们可能会阻止电池爆炸。此外，例如，我们希望探索达到其生命结束的汽车电池可以在网格上具有第二生命。如果我们能够实时制造出来，导致电池降低，我们可以改变我们使用电池的方式，确保它更长，“她说。“我们越多了解电池健康状况，电池变得越有价值。两种策略 - 增加电池寿命并发现第二次使用 - 导致电池更便宜。“
灰色也涉及英国独立的国家电池研究院法拉第机构，通过其产业战略资助。她领导了四个“快速启动”项目中的九个和十大行业合作伙伴中的一个，以研究环境和内部电池的应力（如高温，充电和放电率）随着时间的推移损坏电动汽车电池。
“当您考虑其他电子设备时，您通常只考虑一个是硅的材料，”在物理系Cambridge的Cavendish实验室Siândutton博士，他也在法拉第机构项目上工作。“But batteries are much more complex because you’ve got multiple materials to work with, plus all the packaging, and you’ve got to think about how all these components interact with each other and with whatever device you’re putting the battery into.”
除其他项目中，荷兰顿的研究小组正在调查固体而不是液体的电池电解质的可能性。具有锂离子电池的主要安全问题之一是树枝状金属纤维的形成，使电池短路，可能导致电池着火甚至爆炸。
然而，如果电解质是坚实的，你仍然可以获得树突，但电池不太可能爆炸，“她说。“对于大学来看看我们正在调查的非常规电池材料很重要。如果每个人都以相同的方向移动，我们就不会得到我们需要的真正变革。“
电动车的前景，范围为1000英里，或者在两分钟内收取的iPhone，或者在太阳下降后能够使用储存的太阳能，可能是多年的距离。但是，灰说：“如果我们认真对待低碳经济，我们需要考虑如何解决这些问题。我们继续推动新材料和新方法，因为没有他们，研究领域停滞不前。“
提交：电容器那产品设计
