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JUICE
電流

請用一只手拿著重約2.7千克、容量為4.5升的汽油，另一只手拿著1.35千克的電池，然后預估一下它們各自包含的能量。小小地劇透一下：目前，它們可以包含同等的能量了。最令人激動且最具深遠影響的科學進步就是電池密度的大幅度增加，并且大到可以取代汽油，解決夜間能源、續航里程和風力減弱等問題。

電動汽車的續航里程每年約增長9%。現在，我們可以開著電動汽車進行中等距離的往返旅行了。2011年，由美國國家航空航天局發起的“綠色飛行挑戰賽”（Green Flight Challenge）提供的百萬獎金震驚了世界。最終，這份獎金授予了一架飛機的創造者。這架飛機可以載著一位成年乘客在兩小時內飛行接近322千米，而所消耗的燃油不到3.8升。在這場挑戰賽中，共有三架飛機參加了比賽，其中兩架為電動的，一架為混合動力。最終，只有這兩架電動飛機在規定的時間內完成了比賽。獲得第一名的是一架沒有燃氣引擎的插電式飛機，時速達到184千米。這在5年前還只是湯姆·斯威夫特（Tom Swift）(8)式的幻想。就算可以塞進機身，當時電池的重量對于這類飛機來說太重了。當前電池的重量和體積都在減少，而存儲的電量大幅度增加了。

現在，電池的能量密度最高可達250瓦時／千克，相比于幾年前的150瓦時／千克，有了大幅度的提高。不過，汽油的能量密度更高，為12 000瓦時／千克。有一家企業已經成功制造出能量密度為400瓦時／千克的電池。隨著電池技術的不斷進步，也許在幾年內，電池的能量密度就能超過化石燃料的能量密度。

最令人激動而又違反常識的電池發明是鋰空氣電池，這種電池從空氣中吸取氧氣用于化學反應，當化學反應完成時會釋放出氣體。這聽起來是不是有些似曾相識？燃氣引擎獲取空氣，形成噴霧，膨脹的空氣發生燃燒，釋放出能量，最終排放出廢氣。令環保人士歡呼雀躍的是，鋰空氣電池是固態的，釋放的氣體也是干凈的。麻省理工學院已經發明了一種能量密度超過10 000瓦時／千克的鋰空氣電池。

電池并不需要通過達到汽油的能量密度來取代汽油。汽油釋放能量的過程效率很低，僅有15%的能量用于驅動汽車，其余能量都被熱量、引擎和傳動系統的重量、摩擦和空轉消耗掉了。實際上，試驗階段的電池已經超過化石燃料的能量密度了，并能使電動汽車的續航里程達到800千米；如果用于小型飛機，續航里程則更長。

此外，電池能量密度的不斷增加降低了電力存儲設備所需的體積和成本。這使得風力發電機和日間太陽能發電機可滿足消費者全天候的用電需求。

在大風天氣，風力發電機可以產出巨量電能，而在微風或無風的情況下，則幾乎無法發電。與之相反的是，電池可以提供穩定的電量。弗吉尼亞州埃爾金斯的風力發電場新安裝了一種電池，它使98兆瓦的風力發電機成為全美電力網的固定組成部分，這些電池使風力發電同時具備無污染性和傳統火力發電的可靠性。

火力發電廠是按照比實際用電量稍高的發電功率運行的，以應對用電量突然增加的情況。智利阿塔卡馬沙漠新安裝了一種兆瓦級的電池，這種電池具有很高的穩定性，并且減少了化石燃料的使用量。

我們沒有預料到的是，備受期盼的綠色革命之所以突然降臨，居然是因為電池。一個世紀以前，路上行駛的電動汽車比燃油汽車要多，而很快，我們就能回到過去了。