摘要:人类长期以来一直在寻找一种储存能量的方法。阻碍电动汽车发展的主要因素之一是电池技术——当你将电池与汽油进行比较时,差异是巨大的。
人类一直在寻找储存能量的方法,其中一种方法就是通过电池。
人类长期以来一直在寻找一种储存能量的方法。阻碍电动汽车发展的主要因素之一是电池技术——当你将电池与汽油进行比较时,差异是巨大的。
例如,一辆电动汽车可以携带454公斤的铅酸电池,充电需要几个小时,可以让汽车行驶160公里。7.5-11升的汽油也有同样的行驶里程,重量不到13公斤,你可以在大约一分钟内泵出这么多汽油。
这是储存能量的方法列表。其中一些在电动汽车上工作,而另一些则更适合固定应用。
什么是储存的能量?
术语“储存能量”是指物体由于其位置、状态或条件而具有的能量。这种能量没有被积极地使用,但在释放时具有执行动作的潜力。
一些例子包括弹簧、旋转飞轮、液压提升系统和水压。
能量的种类
能量有多种形式,每种形式都有其独特的特点和用途。你可以把它们分解成动能和势能。
动能
动能是运动物体的能量,例如旋转的陀螺或移动的汽车。
·运动能:运动能是物体因运动而具有的能量。
·辐射能:这种能量以横波的形式移动。例子包括x射线、无线电波和可见光。
·电能:电能储存在电子的运动中,当通过电线和电路加以利用时,电能为我们的设备供电,照亮我们的世界。
·声能:声音是动能的一种形式,以波的形式在空气、水或固体等介质中传播。声波的能量是由介质中粒子的运动所携带的。
·热能:这种类型的动能与物质中原子和分子的运动有关。
势能
由于物体的位置或状态,势能被储存在物体内部。
·重力能:重力势能是物体在引力场中的位置所具有的能量。
·化学能:储存在原子和分子之间的化学键中,化学能是通过化学反应释放的能量。例子包括天然气和电池。
·核能:储存在原子核中的核能是核裂变(原子核的分裂)和核聚变(原子核的结合)等核反应中释放的巨大能量。
·机械能:储存的机械能存在于受张力的物体中,如拉伸的橡皮筋或压缩的弹簧。
9个存储能量的例子
这里只是一些近乎无限的储存能量的例子。
1. 体重下降
人们使用的最古老的技术之一是减肥。你举起重物来储存能量,然后放下重物来提取能量。许多落地钟和布谷鸟钟都使用这种技术。
通过将绳子连接到重物上,通过齿轮传动系统,你可以使用重物,让它在很长一段时间内下落。(参见摆钟的工作原理。)这种方法在电动汽车上效果不太好,但在钟表上已经运行了几百年了。
2. 下降的水
许多发电厂以水的形式使用“下落重量”的方法。晚上,当电厂产能过剩时,水被泵到山上的一个湖中。在白天需求量大的时候,水会通过涡轮机流向下游的湖泊。(参见水电站的工作原理。)
3. 变形
另一种储存能量的方法是以某种可重复的机械变形的形式。这就是发条钟上使用的弹簧或飞机上使用的橡皮筋背后的原理。你通过在弹簧中弯曲(变形)材料来储存能量,当材料恢复到原来的形状时释放能量。
在汽车的规模上,由于弹簧的重量,这项技术存在问题,但在较小的规模(如手表)上,它工作得很好。
4. 汽油
大自然储存能量已经有很长一段时间了,如果你想这样想的话,汽油实际上是一种储存能量的形式。植物吸收阳光并将其转化为碳水化合物。经过数百万年,这些碳水化合物可以转化为石油或煤炭。
在更人性化的时间尺度上,我们燃烧木头(这是一种碳水化合物)来释放储存的能量,或者把玉米变成酒精并燃烧酒精。
5. 脂肪
大自然用来储存能量的另一种技术是脂肪,我们很多人都以个人的方式熟悉它。
6. 电解
你可以利用电解把水分解成氢原子和氧原子。通过将氢和氧储存在储罐中,稍后可以通过燃烧或更有效地通过燃料电池来产生能量。
你可以用这些能量转动飞轮,然后用飞轮提取能量来驱动发电机。
7. 热
你可以直接储存热量,然后把热量转换成另一种形式的能量,比如电能。
8. 压缩空气
你可以用压缩空气来储存能量。像空气猪这样的玩具就是用这种方式储存能量的。将氮气等气体压缩到一定程度就会产生液氮。
9. 反物质
未来可能出现的新技术之一涉及到反物质。当你把正常物质和反物质结合在一起,就会得到能量。你通过创造反物质来储存能量。
目前,这些技术都不能与汽油相比。目前,使用甲醇的燃料电池看起来是最接近的竞争对手,并可能在未来几年内向公众提供。
来源:julie20098