新能源电池技术的研究

陈如亮

【摘 要】通过对新能源电池的工作原理、特点和重要性进行详细阐述，结合国内外新能源电池技术的发展现状，对改进未来新能源电池技术的策略进行了深入的探究，希望能够提升新能源电池化学能的转化效率，同时推广新型发电装置的科学运用，以期为引导新能源电池技术人员把握最新发展动向，提升新能源电池技术的应用价值提供借鉴。

【关键词】新能源；电池技术；转化

近些年来，随着我国社会经济的蓬勃发展和人们环保节能意识的不断加强，我国新能源电池技术的应用范围也在不断扩大。现代工业的不断发展和能源需求的不断增加，新能源电池技术的发展为缓解能源压力提供了有效的借鉴。国家通过对推广新能源电池技术进行政策引导，既有利于降低我国能源建设的投入成本，解决我国的能源浪费问题，又能够提升我国的生态环境质量，同时提升能源产业的经济效益和社会效益。

1 新能源电池的工作原理和特点概述

1.1 新能源电池的工作原理

现阶段新能源电池主要是一种不需要经过燃烧即可直接通过电化学反应方式将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的能够连续发电的装置。[1]新能源电池不受卡诺热机循环的限制，其转化过程不同于电解水产生氧、氢等气体的化学反应，而是类似于常规的化学原电池，包括电解质、阴极和阳极这三个部分，并且在电池的两电极表面涂抹适当的电催化剂。[2]新能源电池的工作方式最大的特点是通过电池外的辅助系统匀速地提供氧化剂和燃料，保持新能源电池工作的连续性和稳定性，确保新能源电池阳极能够通过化学反应排出相应的水，进而保持新能源电池恒定的电解液浓度和工作温度，高效排除新能源电池进行化学反应产生的废热，延长新能源电池的使用寿命。除电池反应的废热以维持电池工作温度的恒定。

1.2 新能源电池的特点

新能源电池作为一种新型的发电技术，集环保、高效能、广泛性、可操作性和可靠性等优点于一体。新能源电池与传统的电池发电相比，具有污染性小的特点，能够防止因化学反应产生的废热污染，还能够有效降低新能源电池发电过程中产生的噪声。新能源电池还能够推动化学能直接向电能的高效率转化，省略了化学能向热能的转化环节，有效克服了卡诺循环化学反应的限制。新能源电池燃料的广泛性，使得新能源电池化学反应的燃料补充更为方便。比如可燃气体的广泛使用极大地改善了环境质量。新能源电池结构的可组装性使得电池的输出功率具有较强的可控性，优化了电池设计和制造的相关环节，使其更加易于建设，具有较强的可靠性。应急新能源电源地使用使得新能源电池的积木性很强，能够通过灵活的方法实现不同功率、不同规格电池使用效能的最大提升。

1.3 推广新能源电池应用的重要性

现阶段，由于我国的能源转化技术不够成熟，使得新能源电池技术未能得到充分有效地利用，新能源电池技术的利用率也相当低，这很难满足人们对电能资源的需求，不能为发电厂提供充足的复合能量，进而达到节能降耗、可持续发展的目的。因而，在进行新能源电池技术的改善过程中，技术人员应当充分利用好高新技术产品，深入贯彻好科学发展观和生态节能理念，进而推动新能源电池技术的发展和我国环境友好型、资源节约型城镇建设的现代化发展，实现生态中国的发展目标。

2 世界新能源电池技术的研究与发展现状

2.1 国外新能源电池技术的发展现状

新能源电池发电技术越来越受到世界各国工业化建设的重视，因而新能源电池技术的开发具有较强的活跃性。美国是发展最快、起步最早的国家，其对新能源电池技术的开发有着深厚的理论研究基础，具有较好的发展历程。[1]随着一些亚洲国家在新能源电池技术开发方面对人力、物力、财力方面的积极投入，在某种程度上推动了新能源电池技术的研制开发进程。美国政府最先将以氢能为主要燃料的新能源电池作为维护国家安全和经济发展的投资项目，并将氢能、燃料电池作为基础的技术建设项目，推广新能源电池的广泛应用。[2]韩国的新能源电池技术多运用于移动电话领域、交通运输领域等大型固定式的电池方面，并且在新能源电池研发路线图的优化方面获得了比较大的成果，优化了新能源电池的性能指标。

2.2 我国新能源电池技术的发展现状

我国对新能源电池的研究起步较晚，因而在研发过程中存在着一些不足之处。其中有关新能源电池的基本理论研究有待继续深化和完善，与世界上先进国家的新能源电池技术相比，还存在较大的差距。比如，新能源电池结构有待优化、新能源电池的燃料应用范围有待推广，新能源电池技术装置的关键部件的设计有待完善。此外，国内参与新能源电池技术研究的机构比较单一，且多集中于一些基础性的研究，这在一定程度上限制了新能源电池技术的发展方向，不利于提升研究经费的利用率，提升研究人员的专业素质。当然，我国的新能源电池技术在催化剂方面的研究也取得了一定的成果，一些新能源电池成品逐渐在市场上推行试用。

3 未来新能源电池技术的改进策略探究

3.1 推广可再生燃料电池的应用

可再生燃料电池作为新能源电池技术的一个种类，其工作原理是将电解池与燃料电池相结合，使其能够在可再生燃料的电池状态下产生有效的电能，进而发挥电池内部电解水的功效，使其能够存储氢气和氧气，在必要的时候充分发挥新能源燃料的作用，实现新能源电池的循环利用，进而缓解能源压力，提升可再生燃料电池的能量密度，摆脱放电深度的限制，降低对周边环境的危害，有效发挥储能系统和太阳能电池的作用。在推广可再生燃料电池的使用过程中，还应当充分发挥航空航天等飞行器上备用电源的环保和无自放电等优点，为可再生燃料能源的可持续利用发挥重要的作用。这不仅有利于提高电池的使用效能，降低成本，还有利于优化可再生燃料的水热管理，延长燃料电池的循环寿命。

3.2 构造微生物燃料电池的发展模式

图2 微生物燃料电池工作原理图

为了优化微生物燃料电池的结果构造，技术人员应当充分发挥微生物燃料的氧化作用，对微生物燃料电池的电路、质子和交换膜等进行优化和深入研究，充分发挥氧化物在放电过程中的有效利用，这对减轻环境压力具有十分重要的作用。技术人员在推广微生物燃料电池的过程中，应当优化生物修复、生物传感器和废水处理环节，提升环境中微生物氧化有机物的能力，实现有机废物的合理去除，在净化周边环境水质的同时，还可以进行发电，实现生物能量技术的革新和电池效能的有效发挥，因而对性能良好的微生物电催化剂体系进行深入研究具有十分重要的现实意义。

3.3 扩大微型燃料电池的运用范围

现阶段，为了实现微型燃料电池运用范围的不断扩大，技术人员可以尝试开发便于携带的微型燃料电池。这一方面能够减少对周边环境的污染，另一方面还能够实现电能容量的有效发挥，延长供电设备的供电时间。比如推广微型燃料电池在通话设备方面的应用，实现长时间持续通话的目的，推动微型燃料电池朝着移动式终端和环保化的方向发展，有效弥补电池中金属管内部氢的消耗，促进供电设备的稳定运行。

4 结语

综上所述，在新能源电池技术的发展过程中，电池行业应当积极倡导节约意识和循环利用精神，坚持以人为本的生态节能理念，加强对新能源电池技术的专业培训和弘扬节能设计的创新精神，进而充分展示生态节能的独特功能，优化新能源电池的节能设计手段。这有利于实现我国电池发电技术行业新能源电池设计的规范化、节能化和低碳化。

【参考文献】

[1]刘毅，武里军.新世纪新能源电池技术探究[J].江苏环境科技，2013（3）：40-42.

[2]陈允轩.浅析新能源电池技术的应用和发展现状[J].平顶山学院学报，2012（2）：79-83.

[责任编辑：刘展]