主题：【原创】高能电池、超导及纳米技术 -- 中国农民

首先申明的是农民已经弃工从文，而且只有原来EE的底子，讲起这些问题来肯定深入不了。有错误的地方先道个谦。

高能电池的意义各位网友恐怕还不是很make sense。先讲军事的用途吧。大家知道米国已经武装到太空了，也就是说，如果它愿意，可以在外空给你来一家伙，你根本就没有还手之力。对付手段无非两种：1、卫星对卫星；2、地基对卫星。第一种打法大概有同归于尽和激光打击两种。后一种就是激光了。大家都知道中国的激光理论和技术都在世界上首屈一指，造激光武器的能力不比米国差，有的地方还强一些，比如坦克激光瞄准仪是世界独一份，能先敌开火。打卫星的激光武器造起来并不难，难的是能源供应。从地面打外空卫星，其功率之大是可想而知的。大概需要一个小型电厂支持。专门配电厂一来浪费太大，二来不能动，你一打人家就知道你的方位，而摧毁一个电厂还是很容易的。所以不可行。关键在机动，比如这激光武器配置在火车上甚至在汽车上，那米国的卫星就判了死刑了，随时可以摧毁，主动权在我。这就要求高能电池了。

高能电池在军事上另一个革命性的突破就是潜艇的改进了，这对中国这样以潜艇为重点的海军而言重要性是不言而喻的。一般讲，常规潜艇是以柴油发动机为动力的，躁声大，操纵性差，储油量有限，潜水时间短。所以才有核潜艇的出现。一旦将常规潜艇改为电力驱动，配备大量的高能电池，它的弱点立刻就得到改进，其性能顿时不可同日而语。核潜艇也可依此思路改进。

高能电池的军事上的应用是方方面面的，比如直升机的改进，坦克的改进等，不一而足。在民用上也如此，最直接的革命就是汽车了。从此可以告别内燃机用上电动车了。污染顿时下降。中国是石油进口国，煤却不缺。一边电动车不用油了，一边煤用来发电并通过高能电池储存起来，同时丰水期水电厂白白放掉的电也可以储存起来。这样一来，中国不用进口石油了。世界地缘政治随之改变，石油输出国从此被边缘化，米国的大量力气白花了。

超导的原理其实很简单：在极低温度下（比如绝对零度），导体的电阻为领，此时输送电力就没有损耗了。理论上讲，很细的一根导体就可以传送无穷的电力了。想象一下京沪磁浮，如果用上超导的话，就可以节省很多的运行成本了。现在磁浮和轮轨之争顿时就烟消云散了。再想象一下，没有消耗，一台小小的电机就能发出巨大的动能，电动潜艇、电动直升机、电动坦克，等等等等，会是什么样的情景？

纳米技术使人类的制造精度从现在的微米级进化到纳米级。回想一下人类科技的进步就会发现，从毫米级前进到微米级，机器的精度有了革命性的提高，大规模集成电路是何等精密？然而纳米技术的出现使集成电路的导线只通过一个电子成为可能。也就是说，功耗极大下降，速度极大提高，集成度无法想象。一块集成电路就能把计算机所有的功能集成在一起。一台PC就是一台超级电脑。这种超级电脑肯定会首先应用于军事的！

如果把三者混合应用呢？我不知道如何想象才好。中国只要能在其中之一率先突破，或者紧紧跟上，就完全是另一番天地了。

高能电池的能源转换效率已经不错了，问题在于体积太大，放在激光器上大概是大象与象鼻子的关系；

超导问题在于需要低温，不是什么地方都有液氮液氦的，而且费用不菲。高温超导材料中的高温也是100K，按日常来说属于绝对的低温。

纳米技术感觉上宣传超过了实际，她的问题主要在于真空，没有真空，纳米颗粒很容易团聚成大颗粒，也就不是纳米级了；如果是金属还会发生氧化现象，性质也会因此发生很大变化。

纳米有很多特性还没有发觉，用于超导方面似乎已经有应用了，用于高能电池也很有可能，但是这些都属于纳米技术，与传统的高能电池或者超导似乎是不同的概念。至于计算机的发展感觉应该不仅仅是材料问题吧？不懂不敢多说。

太空中的低温与高真空，对发展这些技术与推广应用很有帮助。但是也有问题，太空中气温虽低，但是超导用的材料与电池用的材料基本没有交集，前者一般是金属氧化物，后者一般是有机盐，希望未来可以找到适合两者的新材料。另外在太空中进行纳米生产是个好主意，不过也还属于远景规划。

三者都是好东西，中国在每个领域都有涉及，与国外都有一定差距。按照现代科技在各个国家的发展，其实也差不多同步，差距应该不会太大。如果一国发展了，另一国也会跟上，或者有反制的手段。科技很难独立于经济文化快速发展，中国不会太差，但要处于领先地位可能性也很小，充满希望慢慢来吧，呵呵。

我的看法是现在的化学储能已经走入死胡同，应该寻找新途径，比如物理储能，新材料等等。这样才能满足两个要求：1、高效率；2、小尺寸。

愚以为，二十一世纪最大的发明，应该是能源储存技术。当然不仅仅是直流电池这么简单的啦。

搞这个最热心的国家，恐怕不是我们而是以色列，嘿嘿，原因其实也很明白的：有了这技术，世界各国就不再求着阿拉伯国家的石油的，也就不必担心这些国家有钱或拿着石油资源威胁世界舆论来对付它以色列了~~~~所以他的最大安全利益，就在于能否找到替代阿拉伯国家石油命脉的新技术，而能源储存?再生技术，正是他们需求的呀。

有了这个技术，世界面貌可能会有一个全面的变化，无论是经济模式还是世界政治版图，可能都会全面变样的，那时候《变形金刚》里头常提到的“能量块”也许会成为新的产业制品呢。人类改从潮汐、风力、太阳那里获取能量，转换成能量块加以储存~~~~

PS: 磁悬浮列车的功率问题兄台说得有点不对。

250公里以上时速的时候，磁悬浮也好、轮轨列车也好，主要消耗的能量都差不多了----因为这个速度下，轮轨的摩擦所占的功率比例很小很小，绝大部分能量都用去抵抗前进中的空气阻力了，这方面磁悬浮并不比轮轨要小多少，故而没啥变化的

你说的很对。不过所有的能耗都是由电力提供的。而电力是由导体传送的。在正常情况下，由于导体的电阻，大量电力白白损耗在输送电路上了（也许超过20%，具体数据忘了）。用上超导后，这种消耗就没有了。

兄弟做过一个course project,就是关于新型纳米电池的，虽然说是东拼西凑一大抄，但也颇看了些相关的资料。传统（充电）电池的主要问题就是电压低，电极在充放电的过程中由于化学变化导致分解，使得电池容量迅速降低。用纳米材料做的电极可以解决这个问题，电极的分解要远远弱于传统材料，而且可以做到容量和电压都更高。这个原理说起来容易，找到合适的材料并做出来实际可应用的就没那么简单了。

超导材料都是需要低温的，但是如果导线尺寸很小（小于电子的mean free path），电阻就极微小了，这应该可以应用于集成电路，在输电线方面的应用我没看到过相关的材料。

能量储存方面，很多人在研究储存氢作为能源。这东西虽然好处很多，但是如果用气态的太危险，而且需要太大的容器，汽车总不能都背个大罐子啊，要使用液氢又需要低温高压，日常用也不太现实。所以只能把它以化合物的方式储存，但这样一来效率又很低。美国有两个人曾经报告过高效的储存方法，但是后来发现是数据弄错了。目前的研究方向似乎是用碳纳米管来储存氢，可以有更高的效率，具体的我就说不清楚了。

说来说去都跟纳米技术有关，这个东西似乎可以解决很多问题，但目前还大都停留在研究阶段，市场上宣传的那些纳米产品我持怀疑态度。中国的纳米技术研究还是很先进的，我找的很多资料和论文都来自中国。

都是很久以前的看的东西，凭记忆写出来，要是哪里错了还请多多指教。

关于燃料电池我还不清楚工作原理，虽说已经看到过实物。

对纳米技术知道的实在太少。新能源也必须基于化学吗？前些日子我做的援助中国湖北监利的生物质(Biomass)发电项目好象跟化学没多大关系？

这几样目前是投资方面十分sexy的项目，就是了解得太少了，也难推断谁有真功夫谁在吹牛。

能否详细讲讲燃料电池的原理？水分解后又如何？

人有多大胆，地就有多大产。

超英赶美不在话下喽。