重庆的一个科研创业团队成功研究出了一种颠覆性的新能源技术,能够让手机等电子产品随时随地有电,将使我们彻底告别手机充电的烦恼!对,你没听错!而且该技术衍生出的产品成本低、零耗能、安全无污染,让我们来了解一下,这是怎样的一种黑科技,这项技术或将引来一场新的科技革命。
在智能手机大量普及的今天,手机功能逐步完善,然而续航的硬伤一直未能解决,我们几乎每天都要给手机充几次电,既麻烦也浪费时间,有时候不禁想,要是手机不需要充电了那该多好,然而这个看似简单的事情,却是世界难题,各大手机厂商也是花费巨额资金去研发解决方案,却一直未能得到理想的结果,这几年我们听到的像华为的石墨烯基锂电池、三星的无线充电技术、苹果的Wi-Fi充电技术,先不谈他们实现量产需要多久,就说这些技术即便成熟,产品的效果也难以达到真正的无需充电,仍然受能量密度或者距离范围的限制。那么,今天我们要讲的这项彻底解决这些难题的黑科技究竟是什么呢?
我们联系到了该项目团队的负责人黄勇同学和技术负责人刘勇老师,黄勇同学现就读于重庆大学动力工程学院能源动力系,是一名大三本科生,现年54岁的刘勇老师也是毕业于重庆大学,我们从以下几个问题来了解这项令人振奋的技术。
这是一种有着怎样应用场景的技术?
黄勇说:我们这项技术确切来讲是一种新能源发电技术,主要原理是通过一种科学的半导体芯片将环境温度中的热量转化成直流电流输出,从而实现电子产品的终身续航,也就是说,如果将手机等电子产品的电池用我们这种特殊的半导体芯片组成,那么手机就能随时随地的用环境温度充电,因为温度无处不在,你走到哪,手机都在时时刻刻充电,你不用的时候,反而浪费了,我们的技术已经能够达到这一点,进一步优化提升后,还可以应用于很多电子产品领域,笔记本电脑、新能源电动车等,应用场景十分丰富,这是一种清洁的物理电池,没有任何化学污染,安全不发热,目前,我们这项技术在世界范围内也是独一无二的。我们知道当前太阳能发电是新能源中占比最大的,然而却由于一些硬伤未能在电子产品领域推广起来,这些硬伤主要是,在一年中,一半的时间在黑夜中,剩下的一半时间中1/2的时间都是光照不强的阴天或雨雪天气,再加上太阳能电池制作成本高,而且只能用电池板接收,若做到手机电池这么小的面积,光电转化效率就会非常低,我曾经专门买过太阳能电池手机观察,基本是电量供不应求,当你把手机放在裤兜里则基本不能发电,这些是它为什么流行不起来的原因。然而,今天,我们的热能发电电池彻底解决了这些问题,发电稳定可靠,量产成本低,电池可以做成立体式转化环境热能,哪怕你把手机埋到地底下,它都能持续发电,目前我们的技术做出1平方厘米的薄芯片能发出mA级的电流,如果将这种电池体积做大,那么就能给更多的产品和机器提供电能,这将是一个价值巨大的颠覆性新能源产业。
科学机理?
刘勇老师说:就科学机理来讲,我们知道金属表面的电子要挣脱束缚逸出,有光电效应、热电子发射等途径。热电子发射就是热能给电子提供能量使电子逸出,金属周围温度越高,则电子发射越多,一些功函数较小的金属在室温下就能发射出电子,只是相对于几百度的高温环境下较少而已,我们利用这一自然现象,制作出发电电池,实现热能到电能的循环转化,这一过程符合能量守恒定律。这种发电实际上是利用环境温度中的单一热源发电,因而我们将该技术命名为"单热发电",这是一种开创性的发电方式,在过去的观念里,我们以为只有温差,即两个热源才能发电,然而热力学第二定律并没有说明单一热源不可以做功,只是要看这个做功过程中是否引起了其他变化,经过早期实验样品监测发现,这种电池在零下30度以上都能持续输出直流电,并且在这个热能与电能的循环过程中,电池表面的温度会略有下降,然后又通过吸收环境热量来补偿这一下降温度从而实现能量循环,同时电池金属薄片的电子在长期的热电转化中会出现轻微的损耗,只是这种损耗非常微小,至少要在数十年甚至上百年以后才会对发电电池的性能造成实质性影响,所以这些引起的变化说明它是遵循热力学第二定律的。实际上,我们的手机、电脑三到五年就会更换,所以对于一个能够持续发电几十年的电池来说,这些产品都能实现终身续航,这说明发电电池具备科学性和产业实用性。
项目的发展背景?
刘勇老师说:这个项目的发展是十分坎坷的,从这个技术的验证成功到如今能够商业化使用的地步耗费了十几年的时间,结合了两代团队的发现。第一代团队是中科院下辖一个研究所的研究员,他带领的团队完成了这个项目的第一步,探索出了环境温度的热能可以转化为直流电的重大发现,他利用这一发现,制作出了实验样品,并且验证成功,他的第一个样品是用电子管做成的,历时三十多年,还能持续输出直流电流,后来他又将样品改进成很小的半导体芯片,装在电子表上,并成功申请了中、美、俄、英四国的发明专利,这一发现当时引起了广泛关注,他的样品发出的电流是uA级的,通过对发电电池样品一年时间的电流数据监测,发现除了环境温度的波动对电池的发电效率有轻微影响外,其他的环境因素几乎不构成影响。我看到这个发现后,对这个研究员由衷的钦佩,因为在国内这种具有重大价值的原创性发明非常少见,后来我意识到这一发现有望开辟出新的能源出路,于是千里迢迢赶到北京去找他,希望能加入他的科研团队,遗憾的是,我去找他时,他已经去世了,这个项目也由于电流较小达不到实用阶段和一些不明真相的人的学术质疑而搁置,幸运的是,我联系上了当时他的科研团队成员和助手,他们是一些大学的教授和高级工程师,我们对这一项目进行了技术资料的深度交流和探讨。于是陆陆续续有了第二代团队的组成,在后来几年的时间里,我一直在苦思和探索如何去将这个电流提升到实用的地步,创造性的科学有时候不是你的科研资质有多高就能发现的,需要一定的缘分,就像第一个发现电流周围存在磁场时的那个人也是一次无意中的偶然发现。在看到国外的一个科学实验时,我无意中发现了这个发电电池的提升方法,我很兴奋,经过反复考证,我发现这个提升技术非常可靠,可以使发电电池的电流提升近1000倍,并且受温度的波动更小,一平方厘米的超薄片就能达到mA级电流,这就将项目推向了市场实用阶段,这个提升方法也是这个项目的核心价值所在,我们现在的智能手机锂电池容量是几千毫安,使用不同应用时,瞬时耗电在几毫安到几百毫安不等,所以我们的发电电池从小芯片做到手机电池大小,这完全足够供给电流,不会出现太阳能电池手机电流供不应求的情况,而且丝毫不影响手机的厚度和外观。
项目落地规划?
黄勇介绍说:“目前我们已经把研究所得的生产核心技术资料整理完毕,技术已经详细成熟,正在寻找有资金实力的天使投资方合作,进行技术成果的转化,第一个产品就是无需充电的手机电池,因为这个市场需求大,也是我们现在最有把握的产品,直接用发电电池续航基本上没有问题,将发电芯片结合在锂电池上实现手机无需充电则更是十拿九稳,当然我们最终是要完全替代锂电池,毕竟锂电池是有化学污染的,我们更希望实现绿色环保节能减排的效果。项目初期资金需求并不大,主要是对样品进行中试和量产调试,如果对接投资方顺利,极有可能一两年之内达到量产和投入市场使用的标准,对于投资方来说,越早参与则回报越高。
我们主要是需要采购精密度高的设备,使做出的电池质量高,性能稳定,经测算,量产成本每块电池能缩小到小几十块钱,初期生产线,能够达到每年2000万块手机电池的产量,即便极少量产品在用户手中出现意外损坏,我们也可以随时更换新的电池,不会影响用户的体验和使用。我们今后在生产手机电池的同时,还会加大研发力度,向其他电子产品领域覆盖,应用于笔记本电脑、医疗电子设备,可穿戴设备等。当前,新能源汽车成为行业风口,电池解决方案成为各大汽车商的难题,谁拥有低成本高效的电池解决方案,就能占领行业制高点,我们团队希望一目前能达到的手机电池为起点,尽快实现发电电池能够带动新能源电动汽车,使其实现数年无需充电,以推动这个产业的发展,并且我们的电池成本对于普通车主也完全能够接受,这点从我们的技术原理和成本来看,是可以实现的,彼时可能会对化学干电池、充电宝、充电桩等行业形成巨大冲击。
作为一名创业者,做出一款解决社会痛点的产品一直是我的目标和不竭动力,而作为一名985双一流高校的学子,我希望用自己所学的有限的知识去为社会创造更多的价值,时代赋予了我们青年人应当有更多的责任与担当,国外很多技术公司,苹果、IBM、高通等垄断了很多科技行业的技术,我们国人也总是被国外打上一些山寨、模仿者的标签,我认为做科技行业要讲求实事求是,绝不能弄虚作假,所以我们中国的科研团队和高科技企业需要用更多原创性的科学技术来证明自己,不忘初心,砥砺前行!”
听了他们两位负责人自豪的介绍,我们貌似大致明白了这个黑科技的原理和应用前景,是利用发电电池随时随地将环境温度中的热能转化成电流给手机供电,而且电流足够大,发电功能要在数十年后才会丧失,目前该技术已经验证成功,将深度解决电池续航的世界难题,而且更难得的是这个电池没有化学污染,节能环保,成本低,具备实用价值。本报君不奢求几十年不需要充电,要是手机三年不需充电就足够了,这无疑是一个令人振奋的伟大发明,必将给社会带来新的变化!希望这样的产品早日普及,今天科技在不断的改善我们的生活方式,我们要向那些默默努力的科研人员致敬!
该科研创业团队留下了联系邮箱,有对这方面高科技感兴趣的朋友可以找他们交流探讨。
团队邮箱:1003965170@qq.com
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