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2022年5月17日，歐洲專利局（EPO）宣布，麻省理工學(xué)院（MIT）材料化學(xué)教授Donald Sadoway因發(fā)明了一種可以將更多可再生能源帶入電網(wǎng)的液態(tài)金屬電池而被提名為2022年歐洲發(fā)明家獎的決賽入圍者。

大規(guī)模儲存太陽能和風(fēng)能將使晚上或早上的高峰負(fù)荷時(shí)間使用清潔電力成為可能，提高可再生能源的可靠性，并幫助社會遠(yuǎn)離化石燃料。Sadoway的可充電電池的降解也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的儲能解決方案，并且可以使用當(dāng)?shù)夭少彽脑牧现圃臁?/span>

歐洲專利局主席António Campinos在宣布2022年歐洲發(fā)明家獎決賽選手時(shí)說，通過實(shí)現(xiàn)可再生能源的長期存儲，Sadoway的發(fā)明可以幫助解決許多人多年來一直在努力克服的問題。他的發(fā)明可以降低太陽能和風(fēng)能的儲存成本，為消費(fèi)者提供更實(shí)惠和更清潔的能源，并有可能以可持續(xù)的方式緩解氣候變化。

Sadoway被評為“非EPO國家”類別中歐洲發(fā)明家獎的三名入圍者之一，該類別表彰在EPO成員國以外的發(fā)明。2022年歐洲專利局歐洲發(fā)明家獎的獲獎?wù)邔⒂?月21日在虛擬儀式上公布。

極端電化學(xué)

Sadoway在1950年出生于加拿大的一個烏克蘭移民家庭，他專門研究化學(xué)冶金學(xué)，他所謂的“極端電化學(xué)”是熔鹽和液態(tài)金屬中的化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)已被加熱到500°C以上。完成博士學(xué)位后，他于1978年加入麻省理工學(xué)院，并開始研究從礦石中提取金屬的新化學(xué)工藝。他為一種生產(chǎn)鋼鐵的替代方法申請了專利，他說，這項(xiàng)發(fā)明讓他看到了他研究中驚心動魄的實(shí)際影響。

到21世紀(jì)初，Sadoway正在努力改進(jìn)鋰電池，這些電池正變得足夠便宜和緊湊，可以用于消費(fèi)品。然而，它們的壽命較短意味著它們不適合長期儲存可再生能源。Sadoway意識到，他可以將他早期的鹽和液態(tài)金屬知識與他對電池的研究相結(jié)合，開發(fā)出一種更耐用的電池，可以以電網(wǎng)所需的規(guī)模存儲能量。在政府贈款的幫助下，2009年，Sadoway開始與一個年輕研究人員團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)第一個可充電電池，將電力存儲在由熔鹽隔的液態(tài)金屬層中。

他說，我們的液態(tài)金屬電池的工作原理就像傳統(tǒng)電池一樣，只有它們的組件都是液態(tài)的。“我在頂部使用低密度液態(tài)金屬，底部使用高密度液態(tài)金屬，中間使用熔鹽。因此，兩個電極被電解質(zhì)隔開，就像傳統(tǒng)電池一樣。”

與傳統(tǒng)電池相比，液態(tài)金屬電池具有關(guān)鍵的競爭優(yōu)勢。首先，它們可以在不受地緣政治限制或開采做法約束的鋰、鈷或其他金屬的情況下建造，甚至可以用當(dāng)?shù)貋碓吹牡V物制成。它們的降解速度也要慢得多，這意味著使用壽命長，并且不含任何可燃的東西，這意味著防火。

激勵綠色投資

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究的同時(shí)，熱情的教育家Sadoway開發(fā)了一系列化學(xué)入門講座，這些講座在網(wǎng)上發(fā)布，并將他的作品帶給更廣泛的受眾。一位著名的觀眾是比爾·蓋茨，他訪問了Sadoway，并主動提出支持他在儲能技術(shù)方面的工作。

當(dāng)Sadoway觀察到液態(tài)金屬電池可以在實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)，他立即要求麻省理工學(xué)院申請專利，并開始將他的發(fā)明商業(yè)化。2010年，他共同創(chuàng)立了公司Ambri，在比爾·蓋茨和法國石油公司道達(dá)爾作為早期投資者的支持下，將液態(tài)金屬電池從實(shí)驗(yàn)室原型擴(kuò)展到商業(yè)產(chǎn)品。在接下來的五年里，該公司從風(fēng)險(xiǎn)資本基金中又籌集了4500萬歐元（5000萬美元），并將公司發(fā)展到37人的團(tuán)隊(duì)，這是專利的關(guān)鍵。

Sadoway說，潛在投資者的首要問題是，您的知識產(chǎn)權(quán)是否受到保護(hù)。沒有它，投資就無法保證。

2015年，Ambri建造了第一臺房間大小的液態(tài)金屬電池，該電池從自身的操作中產(chǎn)生足夠的熱量，以自我維持其超過500°C的高工作溫度。總體而言，Ambri已經(jīng)籌集了1.8億歐元，將其專利技術(shù)商業(yè)化，并將在美國西部沙漠里諾/內(nèi)華達(dá)州附近的數(shù)據(jù)中心3700英畝的開發(fā)項(xiàng)目上安裝一個單元。該電池將存儲500兆瓦現(xiàn)場可再生能源的能源，與天然氣發(fā)電廠的輸出相同。

Sadoway在Ambri仍然活躍，特別是通過基礎(chǔ)研究擴(kuò)大了液態(tài)金屬電池的覆蓋范圍。雖然該公司的第一批產(chǎn)品使用鈣、銻和氯化鈣，但Sadoway指出，未來可以組合各種液態(tài)金屬來儲存能量。他說，他的研究為客戶提供了使每個電池適應(yīng)當(dāng)?shù)乜捎玫脑牧系那熬啊adoway說，歐洲的電池將由當(dāng)?shù)毓と擞卯?dāng)?shù)刭Y源制造。非洲和美國也是如此。

獲獎人介紹

Sadoway教授的研究旨在為以無害環(huán)境的方式有效利用能源和自然資源的技術(shù)奠定科學(xué)基礎(chǔ)。這涵蓋了工程應(yīng)用和支持性基礎(chǔ)科學(xué)。他工作的首要主題是非水介質(zhì)中的電化學(xué)。

應(yīng)用研究的具體主題如下：金屬的無害、環(huán)境友好電化學(xué)提取和回收、固體聚合物電解質(zhì)鋰電池、用于熔鹽電解池和電池的電極、隔膜的先進(jìn)材料、電化學(xué)傳感器、熔鹽和低溫介質(zhì)中復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的電化學(xué)合成，以及電化學(xué)控制的超導(dǎo)裝置。

與這些相關(guān)的是基礎(chǔ)研究中的以下主題：熔鹽（包括熔融氧化物）、低溫電解質(zhì)和固體聚合物電解質(zhì)的物理化學(xué)和電化學(xué)。

獎項(xiàng)介紹

歐洲發(fā)明家獎是歐洲最負(fù)盛名的創(chuàng)新獎之一。該獎項(xiàng)由歐洲專利局于2006年推出，旨在表彰個人和團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)對我們時(shí)代一些最大挑戰(zhàn)的解決方案。決賽選手和獲獎?wù)哂汕蔼勴?xiàng)決賽選手組成的獨(dú)立陪審團(tuán)選出。他們一起審查了這些提案，以使其對技術(shù)進(jìn)步、社會和可持續(xù)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)繁榮做出貢獻(xiàn)。EPO將在四個類別（工業(yè)、研究、中小企業(yè)和非EPO國家）授予該獎項(xiàng)，并在6月21日的虛擬儀式上宣布終身成就獎。此外，公眾在儀式前夕通過在EPO網(wǎng)站上投票從13名決賽選手中選出大獎得主。投票開放至2022年6月21日。

今年，歐洲專利局還將首次頒發(fā)年輕發(fā)明家獎。新獎項(xiàng)為三名決賽選手提供了金錢獎勵，以進(jìn)一步鼓勵他們找到應(yīng)對緊迫的可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)的創(chuàng)造性解決方案。

原文鏈接

https://www.epo.org/news-events/press/releases/archive/2022/20220517f.html

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