考慮到全球可再生能源發(fā)電和電動(dòng)汽車（EV）銷量的增長(zhǎng)，研究人員正在尋找最終的儲(chǔ)能解決方案。一些科學(xué)家試圖通過(guò)替代性和創(chuàng)新性解決方案來(lái)改善鋰基電池的化學(xué)性能，而另一些科學(xué)家則希望他們能提出一種在電池中使用不同（即更便宜，更容易獲得）化學(xué)元素的方法。

鋁，鈉和鉀是其中一些化學(xué)元素比鋰豐富得多的化學(xué)元素。從理論上講，它們可以用于電池儲(chǔ)能。

但是，研究表明，鋁，鈉和鉀在電池中的使用具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗鼈內(nèi)狈m合電池電極的材料。

悉尼科技大學(xué)的王國(guó)秀教授領(lǐng)導(dǎo)的新研究提出了一種對(duì)二維石墨烯納米材料進(jìn)行應(yīng)變工程設(shè)計(jì)以制造新型陰極的新方法。應(yīng)變工程是指通過(guò)改變材料的機(jī)械或結(jié)構(gòu)特性來(lái)改變其特性的過(guò)程。

這項(xiàng)研究的作者說(shuō)，這項(xiàng)新研究發(fā)表在《自然通訊》上，它說(shuō)新方法可以擴(kuò)展到高能量存儲(chǔ)應(yīng)用中的鋰離子化學(xué)之外。

2D納米材料的應(yīng)變工程可以通過(guò)將鋁，鉀或鈉作為電池中的主要元素來(lái)幫助開(kāi)發(fā)基于鋰離子化學(xué)的電池以外的電池。

科學(xué)家在他們的研究中說(shuō)：“應(yīng)變工程學(xué)的策略可以擴(kuò)展到許多其他納米材料上，以對(duì)電極材料進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)鋰離子化學(xué)以外的高能量存儲(chǔ)應(yīng)用。”

同時(shí)也是悉尼科技大學(xué)清潔能源技術(shù)中心主任的王教授說(shuō)：

“鋰離子電池以外的電池有希望成為高能量密度，低成本和大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用的候選者。但是，主要挑戰(zhàn)在于開(kāi)發(fā)合適的電極材料。”

如果應(yīng)變工程化的納米材料能夠成功地應(yīng)用于電極中，則電池和儲(chǔ)能研究領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)展到鋰以外的各種潛在的存儲(chǔ)解決方案。

鋰的更便宜替代品可能意味著更便宜的儲(chǔ)能解決方案

分析人士預(yù)測(cè)，鋰的價(jià)格反彈在未來(lái)幾年中，盡管由于冠狀病毒危機(jī)的當(dāng)前整體商品價(jià)格和需求的低迷。電動(dòng)汽車的銷量只會(huì)隨著許多國(guó)家（尤其是歐洲）的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，將綠色復(fù)蘇作為其刺激計(jì)劃的核心。

對(duì)于整個(gè)能源存儲(chǔ)而言，可再生能源的興起也將意味著對(duì)便宜，更好的存儲(chǔ)解決方案的研究可能不會(huì)很快進(jìn)行。

最近，澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)（QUT）的研究人員提出了一種基于包含鉆石的納米結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能的設(shè)計(jì)方案，該結(jié)構(gòu)可能用于機(jī)械能量存儲(chǔ)設(shè)備，包括電池，生物醫(yī)學(xué)傳感系統(tǒng)，可穿戴設(shè)備以及小型機(jī)器人和電子產(chǎn)品。

機(jī)械儲(chǔ)能系統(tǒng)是眾多儲(chǔ)能研究和創(chuàng)新之一。科學(xué)家和公司已證明，熱，重力或地?zé)崮芸捎糜诖鎯?chǔ)和釋放能量。

盡管鋰離子電池是當(dāng)前最流行且使用最廣泛的能量存儲(chǔ)解決方案，但未來(lái)可能存在于使用機(jī)械能而非化學(xué)能的納米結(jié)構(gòu)中。

在鋰電池方面，韓國(guó)高等科學(xué)技術(shù)研究院（KAIST）的研究人員最近開(kāi)發(fā)了一種新策略，以解決鋰氧電池的局限性。根據(jù)科學(xué)家的說(shuō)法，“這種新策略可確保鋰氧電池具有高性能，被譽(yù)為下一代儲(chǔ)能技術(shù)。”

無(wú)論電池類型及其電化學(xué)或機(jī)械結(jié)構(gòu)如何，電動(dòng)汽車的繁榮和可再生能源的增長(zhǎng)都需要不斷改進(jìn)和商業(yè)可行的儲(chǔ)能解決方案。