據(jù)美媒3月10日報(bào)道， 1901年，托馬斯·愛迪生為鎳鐵電池申請了專利，但該電池起初并未流行起來。近期，一個(gè)國際研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用現(xiàn)代納米技術(shù)對愛迪生的發(fā)明進(jìn)行了革新，提升了電池的充電速度和性能。這種電池能在幾秒內(nèi)完成充電，且充放電循環(huán)次數(shù)高達(dá)12000次，相較于鋰離子電池，它是一種極具潛力的儲能選擇。

科學(xué)界一些絕佳的創(chuàng)意往往源自過去。哥白尼革命核心的日心說，早在約1800年前就已存在于希臘天文學(xué)家阿里斯塔克斯的腦海之中。第一臺蒸汽渦輪并非誕生于19世紀(jì)的倫敦，而是1世紀(jì)的亞歷山大港。路易·巴斯德于1857年發(fā)表的細(xì)菌學(xué)說，與三世紀(jì)前意大利醫(yī)生吉羅拉莫·弗拉卡斯托羅的諸多觀點(diǎn)驚人地相似。一次又一次，過往的舊觀念借助現(xiàn)代洞察得以重塑，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為未來技術(shù)。

電池領(lǐng)域亦是如此。20世紀(jì)初，公路上電動(dòng)汽車的數(shù)量多于燃油汽車。到了21世紀(jì)，舊事物重?zé)ㄉ鷻C(jī)，科學(xué)家們紛紛探尋提升電池性能的方法。如今，托馬斯·愛迪生于1901年申請專利的一款早期電池設(shè)計(jì)——鎳鐵電池，正受到密切關(guān)注。一個(gè)國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一種新型鎳鐵電池，它能在幾秒內(nèi)完成充電，且充放電循環(huán)次數(shù)驚人地達(dá)到12000次。這項(xiàng)下一代愛迪生理念的細(xì)節(jié)去年發(fā)表在《小》雜志上。

20世紀(jì)初，愛迪生期望找到一種比鉛酸電池更可靠、更廉價(jià)的替代品。他還希望這種電池能讓早期電動(dòng)汽車（如底特律電動(dòng)汽車）的續(xù)航里程突破三位數(shù)。然而，這一想法并未流行起來，因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)很快在汽車競爭中占據(jù)主導(dǎo)地位。不過，在此次研究中，研究人員借助納米技術(shù)的現(xiàn)代突破，探索如何充分發(fā)揮這款被遺忘已久的愛迪生電池的潛力。

“人們常常覺得現(xiàn)代納米技術(shù)工具復(fù)雜且高科技，但我們的方法卻出奇地簡單直接�！奔又荽髮W(xué)洛杉磯分校研究員、該研究合著者馬希爾·埃爾 - 卡迪博士在新聞聲明中表示，“我們只是混合常見成分，進(jìn)行溫和加熱步驟，并使用廣泛可得的原材料�！�

這款新電池的靈感并非僅來自愛迪生，研究人員還從自然界汲取了創(chuàng)意。具體而言，他們研究了特殊蛋白質(zhì)如何幫助動(dòng)物（包括人類）通過生成鈣基化合物簇來構(gòu)建骨骼。他們想確定能否借鑒這一過程，生成微小的鎳和鐵簇，從而大幅增加化學(xué)反應(yīng)的表面積，提升電池的充電速度和性能。

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，埃爾 - 卡迪及其團(tuán)隊(duì)將源自牛的蛋白質(zhì)與氧化石墨烯（一種超薄的二維薄片）相結(jié)合，然后進(jìn)行超高溫加熱。這一過程使蛋白質(zhì)碳化，去除氧氣，同時(shí)嵌入微小的金屬簇，其中大多數(shù)寬度僅為5納米（有些甚至僅為單個(gè)原子）。最終，電池形成氣凝膠，這意味著其體積的99%為空氣。

“當(dāng)我們從較大的顆粒縮小到這些極小的納米簇時(shí)，表面積會大幅增加�！卑� - 卡迪在新聞聲明中表示，“這對電池而言是巨大優(yōu)勢。當(dāng)顆粒如此微小時(shí)，幾乎每個(gè)原子都能參與反應(yīng)。因此，充電和放電速度更快，能儲存更多電荷，整個(gè)電池的工作效率也更高�！�

愛迪生最初的夢想是打造一款能提升電動(dòng)汽車可靠性和效率的電池。這款借助現(xiàn)代納米技術(shù)打造的21世紀(jì)電池確實(shí)具備這些特性，但在整體儲能容量上，它仍無法超越現(xiàn)代電動(dòng)汽車通常使用的鋰離子電池單元。然而，如今人類的能源需求遠(yuǎn)不止于交通工具。這些鎳鐵電池在幫助太陽能農(nóng)場儲存夜間發(fā)電所需的過剩能源，或?yàn)槟茉葱枨缶薮蟮臄?shù)據(jù)中心提供備用電源方面，可能大有可為。

隨著更多綠色能源的出現(xiàn)，企業(yè)正認(rèn)真研究儲存過剩能源的其他方法。鋰離子電池適合短期儲能（約四小時(shí)），但該技術(shù)存在功率衰減和安全問題（畢竟航空公司不喜歡將鋰離子電池放在托運(yùn)行李中）。如今，鋰離子儲能的主要替代品之一是鐵空氣電池，它利用“可逆生銹”的原理儲存能量，但通常充放電速度緩慢，且能源效率較低。如果制造商能夠大規(guī)模生產(chǎn)，這款新型鎳鐵電池突破可能成為極具吸引力的競爭對手。為此，埃爾 - 卡迪的團(tuán)隊(duì)目前正專注于改進(jìn)納米簇的制造工藝，并嘗試使用比牛蛋白質(zhì)更易獲取的其他材料，如天然聚合物。

或許有一天，愛迪生夢想中的電池終將成為現(xiàn)實(shí)，只是實(shí)現(xiàn)方式可能并非他所預(yù)期。

（原文標(biāo)題：Scientists Rebooted This Forgotten Battery—And It Recharges in Seconds. This Could Be the Future of Energy.）