電動(dòng)汽車的未來發(fā)展

　　盡管電動(dòng)汽車前景光明，但通其廣泛普及的道路仍然充滿了障礙——從充電網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展到鋰電池對環(huán)境的影響。隨著技術(shù)競相發(fā)展以解決這些問題，研究人員正在轉(zhuǎn)向替代電池化學(xué)物質(zhì)和創(chuàng)新材料的研究，以確保電動(dòng)汽車名副其實(shí)，達(dá)到綠色環(huán)保的聲譽(yù)。

　　IEEE高級會(huì)員Cristiane Agra Pimentel表示：“電動(dòng)汽車正在不斷發(fā)展，但仍有一些方面需要考慮，例如涉及的成本、產(chǎn)生的廢棄物以及道路基礎(chǔ)設(shè)施等。盡管(電動(dòng)汽車)帶來了諸如減少碳基燃料使用、降低噪音等好處，但這種轉(zhuǎn)變在發(fā)達(dá)國家將會(huì)更為迅速。”

　　幸運(yùn)的是，研究人員正在尋找解決方案，這些方案可能會(huì)在未來幾年將該行業(yè)提升到一個(gè)新的水平。

　　擴(kuò)展充電網(wǎng)絡(luò)

　　在許多地區(qū)，阻礙電動(dòng)汽車發(fā)展的一個(gè)因素是充電基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏。不僅僅是充電站數(shù)量不足的問題，一些國家幅員遼闊，在農(nóng)村地區(qū)建設(shè)充電站可能需要對當(dāng)?shù)氐碾娏�基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行升級。

　　IEEE高級會(huì)員Euclides Chuma說：“在人口密集且出行距離較短的國家，如歐洲、日本和韓國，電動(dòng)汽車是一個(gè)可行的選擇。像美國、巴西和中國這樣幅員遼闊的國家，安裝充電基礎(chǔ)設(shè)施將花費(fèi)更長的時(shí)間，因?yàn)橥ǔ＿�需要對輸電線路進(jìn)行升級。”

　　全面建成(充電網(wǎng)絡(luò))需要多長時(shí)間呢?估計(jì)在5到15年之間。

　　改進(jìn)電池

　　另一個(gè)研究重點(diǎn)是從現(xiàn)有電池中獲取更多能量。

　　在過去的15年里，鋰電池有了顯著的改進(jìn)。根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù)，2008年，鋰電池的能量密度為每升55瓦時(shí)(Wh/L)。到2020年，這一數(shù)字達(dá)到了450瓦時(shí)/升。如今的鋰離子電池在相同的空間內(nèi)可以儲(chǔ)存更多的能量：750瓦時(shí)/升(https://spectrum.ieee.org/ev-battery-2658649740)。這種改進(jìn)意義重大。如今的鋰離子電池所能儲(chǔ)存的能量是2008年同等大小電池的13倍。

　　制造更好的電池

　　然而，在電池中使用鋰存在重大缺陷，包括與鋰礦開采相關(guān)的環(huán)境挑戰(zhàn)。鋰也相當(dāng)昂貴，約占電動(dòng)汽車成本的40%(https://spectrum.ieee.org/auto-industry)。

　　這促使汽車制造商尋找由其他材料制成的電池——行業(yè)稱之為“替代電池化學(xué)物質(zhì)”。目標(biāo)是找到一種儲(chǔ)量豐富的材料，這種材料既比鋰便宜，又更容易從地球上開采，并且具有良好的能量密度。

　　鈉離子電池是一種候選材料。鈉儲(chǔ)量豐富，存在于氯化鈉(即食鹽)中，而且相對便宜。但鈉離子電池可能還需要一段時(shí)間才能普及。鋰電池行業(yè)擁有完善的供應(yīng)鏈，這使得企業(yè)使用鋰電池較為容易。

　　電池回收

　　盡管對鋰的需求很高，但被回收的鋰電池卻很少，部分原因是回收成本往往超過原材料的價(jià)值。

　　找到具有成本效益的鋰電池回收方法至關(guān)重要，因?yàn)樵S多用于電動(dòng)汽車和智能手機(jī)的鋰電池最終都被填埋。另一方面，具有成本效益的回收可以降低電池的總體成本，減少與鋰礦開采相關(guān)的環(huán)境破壞，并鼓勵(lì)更多的電氣化進(jìn)程。