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　　◎扈中平

　　平时，我们给手机、Pad、笔记本电脑充满电至少要两三个小时，而新推出的电动汽车充满电更是需要六七个小时。但随着美国加利福尼亚州一位女大学生发明的神奇充电器的诞生，这一现状也许将发生革命性的改变。

　　随着科技发展，电器产品应用越来越广泛，但是，充电速度却一直是电器产品发展的瓶颈。

　　据英国媒体5月19日报道，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）。

　　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，可以达到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、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。

　　快速充电：电池是关键

　　北京师范大学物理系副教授项华说，一直以来，用户不得不在功率和电量之间做出选择。对于需要很大功率的用电设备，例如远距离传送无线电信号，电容器虽然能够快速释放电量，但只能存储少量电量；有些电池虽然能够容纳很多电量，但需要很长时间充电。

　　在项华看来，决定充电速度的除了充电器，还有电池。由于快速充电过程中高电压大电流会对电池造成损害，所以对电池进行革新也是增加充电速度的一条捷径。

　　锂充电电池的基本原理是在充电时电池中携带电荷的锂离子全部运动到电池的一端，从而使充电电池中产生电压。但是传统锂电池的最大缺点就是携带电荷的锂离子穿过电池材料的运动速度太慢，这是目前为止所有充电电池充电速度慢的主要原因。

　　目前，有些快速充电电池采用的是在锂电池中尽可能地加入更多锂离子催化剂，这些催化剂能够提高锂离子在电池中的移动速度，从而实现快速充电，不过采用这种技术的产品有较大的局限性，那就是电池续航时间较短。

　　对此，美国伊利诺斯州大学科学家研制了一种理论上充电速度只需1秒的新型微电池。它的结构不同于传统电池，能够做到高电量和高功率二者兼得。研究人员对这种电池的结构进行调整，在功率和电量之间实现更好的平衡。新型微电池的高性能要归功于内部的三维微结构。新型微电池有快速充电阴极和与之相对应的阳极以及一种在微尺度下将二者集合在一起的方式。对于需要较高功率的用电设备，这种电池能够让传感器或者无线电信号的有效工作距离达到此前的30倍。

　　同时，这种微电池体积很小，除了传统电子产品外，还适用于医学设备、激光器、传感器等。

　　应用广泛：极短时间内波及人类能源结构

　　项华指出，快速充电技术的发展不但对手机等消费类电子产品是个进步，而且将使电动汽车的普及推广变得简单易行。

　　目前电动汽车无法超越汽油、柴油等燃料汽车的最大瓶颈就在于很多人不满意电动汽车极其缓慢的充电速度。据了解，目前推出的电动汽车用充电桩充满电至少需要6个小时，即使采用快速充电方式，也要半个小时，而且将缩短电池寿命。这种充电速度与汽油车加油的速度是没法比的。如果充电速度这个瓶颈能突破的话，那么电动汽车肯定会迅速占领市场。

　　快速充电技术带来的影响还将波及人类的能源结构。由于充电变得简单快速，任何以电为能源的产品都可以在1秒钟满血复活，那么人们将更趋向使用电动产品，尤其是电动汽车的普及，将使以石油、天然气为主的不可再生能源被以电能为主的能源所代替。

　　前景展望

　　作为编者，我想象着未来我们也许可以享受这样的生活：我们不再为手机充电而烦恼，到处都可以找到充电器，而且即插即拔。到加油站，不，那时的加油站几乎都找不到了，到加电站（姑且这么叫吧）加个电，立等可取。尾气污染减少了，连城市噪声也降低了。家里的许多电器也变得无线化了，房间变得更利落啦。也许有人会担心，这样下去，电力供应又该紧张了吧。这说明我们还是缺乏想象力。要知道我们现在的电力供应是分为波峰和波谷的，用电高峰时，发电量不够用，低谷时产能过剩，别忘了到那个时候，我们已经有了超容量电容器，是不是可以建个“电池仓库”？把波谷时段发的电存起来，到用电高峰时再放出来？而且别忘了，到那时，污染少了，雾霾天没有了，阳光天就多了，太阳能光伏发电或许也可以派上大用场……发挥想象力吧，让我们憧憬那个革命性时刻的到来。制图/姜楠