[转帖] 18岁美国姑娘发明充电神器 20秒完成手机充电

梵谷

2013年05月21日 07:42
来源：今日早报

埃沙·哈尔

美国18岁姑娘发明充电神器20秒就能完成手机充电

据英国媒体5月19日报道，美国加利福尼亚州一位女大学生日前凭借自己所发明的神奇充电器，吸引了科技巨头谷歌公司的注意。

据悉，现年18岁的埃沙·哈尔就读于哈佛大学纳米化学专业，她所发明的超快速充电器实际上是一个“超级电容器”，能在20秒钟之内充进与普通手机电池相当的电量。在日前举行的英特尔国际科学与工程大奖赛上，哈尔凭借该项发明获得了5万美元奖金（约合人民币30万元）。

哈尔在接受采访时表示：“我的手机总是会因为电量不足而关机。”正是这种烦恼成为她去研究充电技术的动机，而学习纳米化学的哈尔更是将自己的专业知识运用到了发明之中。“纳米技术能够大幅改进许多领域的技术，我所发明的超快速充电器就采用了这种技术。”

除了充电时间超快之外，这款充电器的充电次数也非常惊人，达到了1万次，是普通充电器的10倍。此外，哈尔还希望改进后的充电器能够被应用到手机和汽车等任何一个使用电池的设备上。目前，谷歌公司正在就哈尔所采用的技术与她进行积极接触，双方有望展开紧密合作。

据中国日报

吹笛在湖北

——她会是接在比尔.盖茨和乔布斯之后的下一个么？（

李秧苗

好，电动汽车可以买了。

亦工亦农

灵机一动的一招鲜，能发点财。
设想不久后我国山寨货会遍地开花。

test

——她会是接在比尔.盖茨和乔布斯之后的下一个么？（
吹笛在湖北 发表于 2013-5-21 10:00

这是不同的思维方式，一种是系统思维，另一种是发明创意。

新闻报道里知识不专业，没有说清，从充电器的定义来说，应该仅仅指能量转换过程的充放电“加速效应”。究竟是新材料应用的发明，还是某种物理机制的产生？

ironland

5# test
http://www.guokr.com/question/464883/

Sophie

佩服，严重的佩服啊

林夕依寒

复旦大学研发新型锂电池
成本仅为传统车用锂电池一半，电动汽车充电10秒可跑400公里
http://www.stdaily.com 2013年03月25日 来源： 科技日报 作者：
    手机、电脑、电动汽车，锂电池已成为生活中不可缺少的一部分，但传统锂电池制作成本高，安全隐患大，锂电池能不能做到安全耐用又方便便宜？请关注——
    本报讯 (金婉霞 记者王春)记者日前获悉，复旦大学吴宇平教授领导的课题组突破传统旧制，首次提出“电位穿越”理论，并制成了平均充电电压为2.4伏、放电电压为4.0伏的新型水溶液可充锂电池（简称为“水锂电”），这一成果大大突破了水溶液的理论分解电压1.23伏。最新一期《自然》杂志子刊《科学报道》刊发了这一最新研究成果，该成果已引发美国能源研究机构、企业关注。
    据了解，传统方法制造的锂电池生产成本较高，且其中有机电解质溶液存在一定安全隐患。业界一般采用“极化”方案(即不断尝试使用新型的材料制作电极)来解决水锂电的核心问题——防止锂离子和水在低电位发生反应。但该方案只能使水锂电所产生的电压最多达2.0伏，且充放电效率低。
    吴宇平教授则另辟蹊径，用高分子材料和无机材料制成复合膜，包裹在金属锂外。这层复合膜帮助锂离子的电位在正负极之间“时空穿越”——在它的作用下，质子和水分子无法在低电位下得到电子，就不会在锂离子迁移过程中产生损耗。吴教授打趣说：“你可以把它看成一道‘任意门’，锂离子的电位经过膜，一下就到了负极，然后又直接从负极回到正极，就好像科幻片中，人跨过虫洞可以直接在地球和外太空之间往返。”正因此，课题小组把这一新发现称作“电位穿越”。
    据介绍，该包裹复合膜的新型水锂电可大幅降低电池成本，其能量密度比目前普遍采用的有机电解质的动力锂离子电池高出80％，从而使电池充电时间更短，储存电量更多，耐用时间更久。以电动汽车为例，复旦新型水锂电仅需10秒即可完成充电，且能跑上400公里，而其成本仅有传统车用锂电池的一半。目前，该项技术离产业化仅“一步之遥”。
    据悉，复旦大学自2005年起就一直在开展水锂电这一国际前沿领域的探索，至2007年，在科技部重大基础研究计划和自然科学基金委的资助下，其研究成果和科研水平开始居于世界先进地位。
(中国科技网)

老程

现在的智能手机机载电池依然是锂离子电池，其容量在2000-3000mah(毫安时），电容蓄能的关键是容量，这就和水桶装水是一样的，容量越大蓄能越多。只要充电器额定电流足够大，电容器充电可在瞬间完成。
电容器代替电池的关键在于怎么把电容器体积做小，提高容量体积比的关键又是电容器内的电解质。
照片中那电容器体积不大，关键在于这电容蓄电量是多少，如这么大的电容能达到2000mah，那就很可观了。
看了相关资料，这女孩发明的高能电容的电能质量比是原来最好电容的3倍，但即使是这样也还不到目前在应用高能电池的1/4。

heisfool

【崇洋媚外，中国媒体毫无职业道德】网上疯传“美国女生发明超级充电器20秒可充满一部手机”@头条新闻 其实是Intel主办的高中课外科技比赛，头奖还不是她，她和一位华裔二等奖，做了一个电容给LED，可能给手机充电是只是为了能拿奖的说辞，包括谷歌跟她联系也是她自己说的，三哥三姐什么时候靠谱过？

新浪的热评微博还在那里挂着呢@头条新闻 欠个道歉，都被转发两万多次了。Intel的高中课外科技赛http://t.cn/zY4qMzb 英国媒体http://t.cn/zH24w0f 我高度怀疑这记者是个三哥，但还不至于中国媒体这么离谱

更猛的爆料，该女生在李博士的实验室用他们组的研究成果做了个暑期项目，然后拿去参赛并且获奖http://t.cn/zHwuSoZ （看最末尾），该实验室发了一篇论文关于TiO2 超级电容，全是中国人，竟然有中国自然科学基金的资助http://t.cn/zH2G3yZ


@头条新闻 关于这条谣言的热评微博已经转发超过三万，@人民日报 @人民网 @这里是美国 也转发过千，可怜这辟谣的什么时候才能超过一千


谣博已经转发33982次，还挂着，还热评微博，愚弄全国人民，怎么也得道个歉吧高中课外科技赛，看国内媒体吹的，还上升到体制问题教育问题，不就是三妹抄袭中国人实验室的成果做个课外小制作，崇洋媚外最后回到中国

老程

额滴三姑奶奶

李大苗

复旦大学研发新型锂电池
以电动汽车为例，复旦新型水锂电仅需10秒即可完成充电，且能跑上400公里，而其成本仅有传统车用锂电池的一半。目前，该项技术离产业化仅“一步之遥”。
林夕依寒 发表于 2013-5-22 21:48

如果按每小时80公里算，400公里是5个小时，也即18000秒，是10秒钟充电时的1800倍。再按照三倍的过载冗余计，是600倍。也就是说，电容电池输入电线的截面积至少要有输出电线600倍之巨，如果考虑过载冗余是相等的话，就是1800倍的关系。按照后者计算，电线直径要大上43倍。

psyzjs

如果按每小时80公里算，400公里是5个小时，也即18000秒，是10秒钟充电时的1800倍。再按照三倍的过载冗余计，是600倍。也就是说，电容电池输入电线的截面积至少要有输出电线600倍之巨，如果考虑过载冗余是相等的话， ...
李大苗 发表于 2013-5-23 10:09

那么，充放电过程中的巨大热损耗怎么办？这个没有人提吗？

李苗

还是在重复当年水变油的鬼把戏，没啥新意，那个电动汽车的设想多半也是这样。找不到出路的时候，各种各样的骗局都来了~~~~~

kemingqian

复旦大学自己的报道还是靠谱的。科技日报记者估计是搞科幻的。


---------------------------------------------------------
复旦新闻文化网新闻学校要闻

复旦大学学者研发新型水锂电

摄影：刘畅发布时间：2013-03-14

新闻中心讯  在人们的日常生活中，锂电池已经是司空见惯却也必不可少的物品。从手机、电脑到大型机械设备、新能源汽车，可以说现代社会生活的许许多多新奇“装备”是由锂电池驱动的。对于普通老百姓的来说，对于锂电池的要求无非是更安全——电池在任何情况下都不要突然爆炸；更耐用——电池使用时能支撑的时间久一些、距离远一些，电池的寿命更长一点，不用记挂着需要时常更换；更方便——在通过风能、太阳能、潮汐能发出来的电可以高效率的储存起来，给天黑时、没风、没电的时候用。这也是全世界电池研究者追寻的目标。

近日，最新一期《自然》（Nature）杂志子刊《科学报道》（Sci. Report）刊发了复旦大学吴宇平教授领导的课题组关于水溶液锂电池体系的最新研究成果。吴宇平课题组采用复合膜将金属锂进行包覆，而后将其置于pH值呈中性的水溶液中，与锂离子电池中传统的正极材料如尖晶石锰酸锂组装，制成了平均充电电压为4.2V、放电电压为4.0V的新型水锂电。这一成果大大突破了水溶液的理论分解电压1.23V。吴教授课题组发明的新型水溶液可充锂电池（简称为“水锂电”）的能量密度（即同样大小、质量的情况下，每单位储存电能的多少）比目前普遍采用的有机电解质的动力锂离子电池要高出了80%。
据吴宇平教授介绍，水锂电是当今锂电池研发的前沿和方向之一，它是用普通的水溶液来替换传统锂电池中的有机电解质溶液。传统的锂离子电池尽管具有诸多优点，并且在民众生活中应用广泛，但是在大型的储能系统中，用传统方法制造的锂电池成本高，对生产条件要求高，并且由于有机电解质的物理化学性质，存在较大的安全隐患，我们迫切需要发展新型的低成本、易大规模生产、安全环保的蓄电池体系。由于水溶液的安全性能高，不会起火，离子导电率高，且成本也低，水锂电已经成为下一代大型储能电池发展的优选方向。


据悉，复旦大学自2005年起就一直在开展水锂电这一国际前沿领域的探索，相关研究成果曾发表在《德国应用化学》、《能源与环境科学》等国际权威的专业刊物上。在我国科技部重大基础研究计划和自然科学基金委的资助下，至2007年复旦大学在新型水锂电方面的研发领域取得了重大进展，研究成果和科研水平开始居于世界先进地位。


在此次发表的最新成果中，复旦大学化学系吴宇平教授所带领的课题组成员研究设计了全新的思路，并首次提出了锂离子在该复合膜发生“电位穿越”的理论。

锂电池的主要工作原理，是依靠锂离子在正负电极之间的迁移而产生电流的。这种迁移是在溶液中进行的。但是由于低电位的锂离子会和水溶液发生电化学反应（析出氢，生成氢氧化锂），从而使电池自身发生损耗，不能发生可逆充电，因此水锂电研究要解决的核心问题就是如何防止锂离子和水在低电位发生反应。而采用原有的“极化”（即不断尝试使用新型的材料制作电极）解决方案，只能使水锂电所产生的电压最多达到2.0V，而且充放电效率低。

吴宇平教授则换了另外一种思路，用高分子材料和无机材料制成复合膜，包裹在金属锂外。而这层复合膜成为了锂离子的电位在正负极之间“时空穿越”的“随意门”和“时光机”——在这个膜的作用下，质子和水分子无法在低电位下得到电子，就不会在锂离子迁移过程中发生析氢或者水的分解。吴宇平教授打趣地说道：“你可以把他形象地想象成锂离子的电位经过膜，一下就到了负极，然后又直接从负极回到正极，就好像科幻片中，人跨过时光门可以直接在地球和外太空之间往返。”因此，吴教授也把这一新发现称作“电位穿越”。据介绍，复旦的包裹复合膜的新型水锂电，可以大幅降低电池的成本，提高其能量密度，从而使电池充电时间更短，储存电量更多，耐用时间更久。该体系计算的实际能量密度大于220 Wh/Kg(瓦时/公斤)，能量效率高达95%，预计装备这一新型水锂电的电动汽车的行驶距离有望达到400公里，而现在市面上售卖的电动车出行距离为150-180公里（如荣威E50在60公里等速时续航里程为180公里）。
此外，相对于之前非水的有机溶剂与锂盐溶液——这些有机溶剂在过度充电、短路等不良使用情况下很容易导致锂离子电池发生起火甚至爆炸——新型的水锂电采用水溶液作为电解质，阻燃性增强，使电池在使用过程中不容易发烫发热，安全性能和成本较现有的锂离子电池都具有明显的优势。据介绍，时刻存在的安全隐患，无法给消费者100%的信心，已经成为现有电动产品大规模推广的主要阻碍之一。
随着经济的发展，环境污染的日益加剧，不可再生的能源资源不断消耗，人类社会迫切需要提高能源的利用效率，开拓新能源和可再生能源，保证人类的可持续发展，而这些均离不开电化学储能——新型电池。因此，像水锂电这样的电化学储能有望为21世纪具有持续、爆炸式发展潜力的新兴产业。“新型水锂电在生活中可具体应用到各方各面”，吴宇平教授说，“希望水锂电的突破能够最终使消费者对安全放心、对成本接受，解决目前全球踌躇不前的电动汽车产业的主要障碍，为新能源发展、为中国和人类社会的支柱产业注入新动力。”

新闻背景：电池发展史简介
从1859年勒克郎谢发明铅酸蓄电池，之后镍-镉电池、钠硫电池、液流电池以及较新的锂离子电池、水溶液可充锂电池（简称水锂电）直到复合超级电容器，一百多年来这个领域的发展一直备受瞩目。当今锂电池的研发和使用是主流，也是科学研究和社会关注的热点。
锂电池（Lithium battery）是指电化学体系中含有锂（包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物）的电池，大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生，最早应用于心脏起搏器中。其较以前的蓄电池体系而言，具有诸多优点，如放电电压高、能量密度大、自放电低、无记忆效应、环境友好、循环寿命长。之后人们运用各种材料开发出性能各异效能更优的锂电池，并广泛应用于各类数码产品、电动工具，直至航天、军事等领域。但锂离子电池在大型的储能系统中，由于成本高，且对生产条件要求高，因此迫切需要发展新型的低成本、易大规模生产的蓄电池体系。由于水溶液的安全性能高，不会起火，离子导电率高，且成本也低，因此成为大型储能的首选。

老程

从现有的油电混合汽车多年运行结果来看，在拥堵的城市中行车油电混合汽车节能效果还是明显的。
节油主要来自两个功能，一是电动机起步，二是将传统汽车的机械摩擦制动改为动能发电制动。
目前油电混合车很少有外充电的，也就是说电池里的能量都是燃油发动机带着发电机发的，经过一次能量转换何谈节能，因此油电混合车匀速运行肯定不节能。

heisfool

从现有的油电混合汽车多年运行结果来看，在拥堵的城市中行车油电混合汽车节能效果还是明显的。
节油主要来自两个功能，一是电动机起步，二是将传统汽车的机械摩擦制动改为动能发电制动。
目前油电混合车很少有外充 ...
老程 发表于 2013-5-23 10:54

油电混合车的诞生就不是从节能角度出发的。油电混合车的产生是美国EPA在90年代初逼迫三大车商继续降低汽车尾气排放，由福特公司被逼得没法，最早想出来的减少尾气排放的技术。

这学期学了美国的环境保护的法律法规才发现为什么在美国鲜见欧洲车。  因为欧洲车的尾气排放根本无法达到美国EPA的标准 （欧洲标准低，家用汽车都用柴油这种高污染油种可见一斑）， 技术太差， 要达标，成本上去了又无法和美系日系竞争，于是只能卖些奔驰宝马高端车，才有利润可赚

test

果然，牛皮吹破了。美国如此，复旦亦如斯。

复旦的确有一个专门研究电池项目的团队，但牛皮吹得厉害，在这个电池市场上早有所闻。

老程

17# heisfool
在北京城区开车（频繁启动制动），油电混合车还真有节油效果，普通燃油车油耗在10升/百公里以上，油电混合6-7升/百公里，上班族每天在城区开50公里，能省2升燃油。
油电混合车5年就要换电池，电池价格不菲，算算账，省下的有钱刚好换电池，背着抱着一样重。

kemingqian

油电混合车的诞生就不是从节能角度出发的。油电混合车的产生是美国EPA在90年代初逼迫三大车商继续降低汽车尾气排放，由福特公司被逼得没法，最早想出来的减少尾气排放的技术。
heisfool 发表于 2013-5-23 12:40

油电混合车的诞生可能是为了减少尾气排放，不过现在美国油电混合车的广告基本是以一加仑油能开多远为卖点。

kemingqian

欧洲车的尾气排放根本无法达到美国EPA的标准 （欧洲标准低，家用汽车都用柴油这种高污染油种可见一斑）， 技术太差， 要达标，成本上去了又无法和美系日系竞争，于是只能卖些奔驰宝马高端车，才有利润可赚
heisfool 发表于 2013-5-23 12:40

最新标准不清楚，几年前我记得是欧洲柴油车排气标准比美国低，汽油车排气标准比美国高。在美国，又以加州的汽油车排气标准最高。同一辆车，比方说本田雅阁，尾气净化触媒以欧洲的最贵，加州其次，美国其它州最便宜。