奇科州立大学致力于制造更轻 更好的电池

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导读 随着房屋上的太阳能电池板和道路上巡逻的插电式汽车的增加,电池在未来几年将变得更加重要。技术已经展示了利用太阳和自然界其他来源的能量

随着房屋上的太阳能电池板和道路上巡逻的插电式汽车的增加,电池在未来几年将变得更加重要。技术已经展示了利用太阳和自然界其他来源的能量的方法,但是一旦收获这些能量该如何处理呢?来自奇科州立大学的研究人员和学生将成为研究更好电池的团队之一。

例如,加利福尼亚州的大部分地区每年有超过280天的阳光,这对于捕获太阳能来说是一个真正的赏金。然而,巨大的挑战是储存电力以供夜间或阴天使用。

奇科州立大学的教职人员将努力克服这个问题,他们有资金帮助他们做到这一点——联邦能源部电力办公室和基本能源服务办公室提供了为期三年、价值225万美元的资助。该大学将获得其中的一半资金,资助一个合作研究项目,以最大限度地提高低成本电池的存储容量。

圣何塞州立大学和劳伦斯利弗莫尔国家实验室是该项目的其他参与者,并将获得另一半资金。

奇科州立大学化学与生物化学系首席研究员兼副教授MonicaSo与电气与计算机工程系联合首席研究员兼教授KathleenMeehan一起帮助协调该项目。其他参与的主要调查员包括来自圣何塞州的菲利普·迪拉姆(PhilipDirlam)和来自劳伦斯·利弗莫尔(LawrenceLivermore)的万丽文(LiwenWan)。

这项工作的核心是锂硫电池——很像手表电池——它比目前的“山中之王”型号锂离子电池更轻。

“我们实际上正在尝试提高锂硫电池的存储上限。它们可能是锂离子电池的更安全替代品,而且存储容量更高,”苏解释道。“我们正在尝试通过修改构成某些组件的材料来提高性能。”

电池通常有两个电极。“我们正在尝试创造材料来改进阳极,然后将它们放入锂硫纽扣电池中”——直径约为一角硬币。

这不会是研究人员努力创造的最终尺寸。

“原型的整体尺寸就像手表电池,我们可以将其放大为汽车电池,存储房屋或太阳能发电场产生的能量,”米汉说。

“重量和尺寸将小于锂离子电池所需的重量和尺寸。我们将其尺寸减半。这将使电池能够驱动汽车更长时间,因为它不需要太多的东西来让车轮移动”,因为它减轻了重量。

米汉说,这不是一件容易的事,而且过程很缓慢。

“几十年来,上市时间没有太大变化,”她说。“对于锂硫电池,我们预计大约需要10年的时间才能上市。从历史上看,从高级研究到制造需要20年的时间。

“这么长的时间并没有改变那么多。从小规模到大规模的过程从来没有什么是完全顺利的。”

该项目于八月开始。这笔赠款将使奇科州立大学和圣何塞州立大学能够购买最先进的设备,提供用于锂硫电池开发和表征的研究材料和用品,并资助研究人员和参与者参加会议的旅行费用可以与该领域的其他研究人员讨论他们的研究成果。

“理想情况下,三年内我们将拥有一个工作原型,”苏说。

奇科州立大学的一份新闻稿称,主要研究人员还将为22名学生和两名博士后学者提供研究培训和专业发展,打造当地一批有才华的科学家和工程师,他们可以继续开发技术,实现更可持续的能源未来。

So说,她和Meehan一月份发现了资助机会,并有四个月的时间来制定提案。他们于五月份向能源部提交了该提案。

联邦官员将确保所涉及的三个机构充分利用这些资金。

“能源部确实关心可交付成果和工作质量。我两周前刚刚与他们会面,”苏说。“他们确实关心我们在这方面取得的进展,以及我们发表的学术论文。

“他们还希望我们能够招募并留住参与者——来自巴特县和圣克拉拉县的22名学生,以及两名职业生涯早期的科学家。他们将跟踪发展情况。”

她补充说,调查人员将从巴特学院和其他地区社区学院招募本科生。

米汉表示,增加历史上在电气工程和化学领域没有代表性的团体的队伍也是一个目标。

“我们的目标之一是招募通常不属于这一领域的人——女性、拉丁裔、非裔美国人和美洲原住民,”她说。

在谈到自己和So时,作为女性,Meehan说:“我们在我们的领域是局外人——电气工程领域的女性大约只占10%。黑人大约占3%。所以这与一般人群不相符。”

“我们能投入的越多,那就越好。它让我们对产品应该是什么以及我们应该如何进行研究有了更全面的了解。”

从长远来看,拥有更多代表性不足的群体也可以使改进电池等产品得到更广泛的使用,因为将会有更多的群体提供有关如何改进电池的建议。这笔赠款是能源部RENEWInitiative提供的7000万美元一揽子计划的一部分,该计划旨在支持历史上代表性不足的科学、技术、工程和数学群体的研究。

“他们可以为开发做出更充分的贡献,并确保产品为尽可能多的人服务,”米汉说。

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