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電池技術會出現「大突破」嗎?

上網時間: 2014年11月05日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:突破  電池  材料  典範  技術 

我們都知道,電池的性能主要是透過以體積/重量來計算的能量密度所定義,這是一個取決於我們如何預期電池電量的關鍵因素;技術知識水準從接近零到非常先進的那些所謂「專家」,不斷提醒我們這個明顯的事實,然後發表他們認為接下來將/應該有的發展。

在很多情況下,那些「專家」所發表的文章都會附上一個議程(最常見的一種就是“多給我們一些經費,好讓我們能完成研發…”),因此很難去分辨事實上到底是有希望還是只是一廂情願的想法。這也是為什麼我對《華爾街日報》最近的一篇文章「科技世界因電池技術進展緩慢而煩惱(Tech World Vexed by Slow Progress on Batteries)」印象深刻,那是我認為對我所見的現今電池技術狀況與進展,最精闢的評論文章之一;該文有兩大重點:

˙在過去幾年,有讓很多產品──包括智慧型手機與電池供電工具機(這是文章作者所列出的例子)──實現的顯著科技進展;雖然每個進展的幅度可能不大,但它們為性能指標帶來了實質性的提升。

˙那些最被大肆吹噓的、大家都需要且期待的「突破」,或是號稱已經很「接近」,其實都還看不到;當你往後退一步、放大眼界,進步肯定是有的,但還在一層層往上增加,並非大幅度的躍進。能讓電池重量更輕、電量密度更高、成本更低(而且最好同時發生)的技術突破,並非在不遠的未來;看來雖然我們常被那些研究人員聲稱的技術突破所轟炸,但那些都是沒有實際內涵的炒作。

那些被信以為真的、即將逼近的「大突破」,實際上只是不同程度的細微進步,並沒有達到改變遊戲規則或是「典範轉移(paradigm shifts)」;此外,就算是最細微的電池技術進展,要從原型實際量產、再讓系統廠商採用,會是一個很長的過程──至少十年以上。而無論是技術或者是化學材料,電池的生產是非常資本密集、材料密集且製造密集的過程。

還有另外一個關於那些「突破」的問題是,只能以回溯的方式來辨別它們,因此你需要事後諸葛的觀點;這有點像是峰值檢測,你只能在一個高峰值過了之後才能判斷它。突破是非常困難、甚至不可能看到它即將達成或發生,而要看到技術突破實際展現威力更是難上加難;例如以下幾個產業界的大突破:

˙電晶體(1947年)被證實能做為類比放大器,它能扮演數位開關功能區塊的角色當時並未被預見;

˙積體電路(1958年)一開始被當成類比音訊振盪器,而其整合了大規模數位功能所帶來的影響當時並不明顯;

˙雷射(1960年)被觀察家稱為「正在尋找可解決之問題的解決方案」,而我們都知道後來情況演變成怎樣!

也許在某個時間點會出現真正的數量級電池技術突破,那可能需要一個基本上與目前我們所知的電化學電池技術完全不同的基礎原則,也許那會是一種迷你型融合裝置(當然不是不可信的冷融合),或是採用一種與我們目前所知完全不同之電化學技術,甚至是非化學型、一種全新型態的電池。

總而言之,認為我們已經知道會發生在分子等級的一切基本過程、只要更努力更聰明地應用它們就好,是很天真的想法;歷史上科學與工程領域的演進,有很多案例是一切被假設為已知的,但其實並不是。有很多情況是,不同的進展以沒有人預期的方式一起發生。你對於電池技術的實際狀況評價如何?對那些炒作與期望相抗衡的現實又有何看法?

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Battery Progress Reality Check: Good & Bad News,by Bill Schweber)





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