“電池圣杯”：這種電池技術(shù)突破將改變世界

　　8月22日消息，據(jù)連線雜志報道，當(dāng)某項新技術(shù)試圖保持其令人目眩的上升軌跡時，一個固有弱點可能會影響它達到的高度——電池。我們的芯片運行速度越來越快，我們的數(shù)據(jù)量在迅速攀升，但到一天結(jié)束的時候，或者更糟的是到下午的時候，屏幕上的電量顯示不可避免地變成紅色。如果電池不那么糟糕，每個偉大的設(shè)備、產(chǎn)品、電動汽車和機器人都會更加強大。盡管有許多謠言宣稱，電池領(lǐng)域變革性的突破即將到來，但進展卻十分緩慢。

　　圖：致力于尋找“電池圣杯”的技術(shù)名人比爾·喬伊(Bill Joy)

　　但本月早些時候，潛在的游戲規(guī)則改變者出現(xiàn)，他就是技術(shù)名人比爾·喬伊(Bill Joy)。喬伊始終是清潔技術(shù)領(lǐng)域的長期投資者，多年來，他參與了風(fēng)險投資公司凱鵬華盈(Kleiner Perkins)進軍“綠色”金融領(lǐng)域的失敗嘗試。目前，他是其投資的電池科技公司Ionic Materials董事會成員。

　　作為傳奇的計算機科學(xué)家、Java共同發(fā)明人的創(chuàng)業(yè)伙伴，從事物聯(lián)網(wǎng)工作20年的有遠見之人，喬伊的觀點很受重視。正如他所解釋的那樣，Ionic Materials的創(chuàng)新結(jié)合了我們在藥店買到的熟悉堿性電池(便宜、安全、可靠)和那些在我們的電腦和手機中使用的更昂貴、更易燃的鋰電池(強大、可充電、更環(huán)保)的優(yōu)點。

　　喬伊聲稱，Ionic Materials的新方法向更便宜、更安全、更高效的電池邁出了一大步，它不僅能夠為我們的設(shè)備和車輛提供電力，而且還能使基于可再生能源的“能源互聯(lián)網(wǎng)”得以實現(xiàn)。日前接受《連線》雜志總編史蒂文·利維(Steven Levy)的采訪時，喬伊揭示了這種技術(shù)突破。

　　以下即為采訪摘要：

　　利維：你一直在投資于清潔技術(shù)，這么多年之后，你發(fā)現(xiàn)了新鋰離子電池技術(shù)中的“黑天鵝”嗎?

　　喬伊：是的，公平來說，我想這是一只“黑天鵝”。

　　利維：描述這種方法與普通電池的不同之處，最簡單的方法是什么?

　　喬伊：普通電池中有許多成分，比如鋰或堿，還有放置在兩者之間的分離器。然后倒入液體，這樣離子就可以移動。但是液體中會發(fā)生不好的事情，當(dāng)有東西進入溶液中，并在里面運行和發(fā)生反應(yīng)時，會引發(fā)許多安全問題，比如電池著火。要想電池中灌注固體而非液體，人們已經(jīng)為之奮斗了100年。但是Ionic Materials開發(fā)的電池中沒有液體。你只有一個塑料，一個取代了液體的聚合物，所以它是固態(tài)的。從化學(xué)角度看，這是一個很大的差異。結(jié)果顯示，這種聚合物基本上屬于阻燃材料。所以當(dāng)你用這種聚合物制造電池時，不會遇到安全問題。

　　利維：除了安全，還有什么優(yōu)點?

　　喬伊：現(xiàn)在最理想的電池材料依然是我們不能使用的。例如，非常理想的鋰電池材料可以提供更大容量，但它們在液體狀態(tài)下是不安全的?；旧?，人們是不可能利用鋰制作出安全電池的。當(dāng)然，你可以制造更好的鋰電池，但你能說這更便宜嗎?

　　我們已經(jīng)有堿性電池，它們是1960年由Union Carbide公司發(fā)明的。這種電池使用鋅和二氧化錳，不僅價格便宜，而且非常安全，原材料也十分豐富。這類電池的功率相當(dāng)大，雖然有點兒重。唯一遺憾的是它們無法充電。你可以使用20或30個周期，然后這個東西就會短路，這也是其為何不能為手機、汽車或者其他可充電設(shè)備充當(dāng)電源的最主要原因。每個人都放棄了。對于像攝影錄像機這樣的移動設(shè)備來說，整個行業(yè)都進入了鋰化學(xué)時代，即獲得可充電電池，它們放棄了安全和成本，而這正是我們現(xiàn)在所處的位置。但隨著聚合物的出現(xiàn)，突然堿型電池變成可充電。阻止充電的機制不存在了，因為已經(jīng)沒有液體。

　　利維：你是怎么與Ionic Materials建立起聯(lián)系的?

　　喬伊：十幾年前，大衛(wèi)·韋爾斯(David Wells)和我在凱鵬華盈(Kleiner Perkins)列出了我們認(rèn)為會帶來改變的25大潛在突破。我們沒有等著人們來展示這些創(chuàng)新，而是拿著論文去看。我給大家舉一個我們沒有發(fā)現(xiàn)的例子。我們研究了海水淡化，因為淡水在世界上很多地方都是一個重要問題，并決定唯一的經(jīng)濟突破將是由地?zé)狎?qū)動的。所以我們?nèi)ふ以诘責(zé)狎?qū)動的海水淡化方面的突破，但最終卻沒有找到。在電池的情況下，我們認(rèn)為：“我們希望電池內(nèi)部灌注固體，而不是液體，因為這樣的改進會釋放創(chuàng)新。”但直到2010年，我們才真正找到了這樣的企業(yè)家。

　　利維：他就是Ionic Materials的創(chuàng)始人邁克爾·齊默曼(Michael Zimmerman)。在沒人能做到的時候，他是怎么想出來這個主意的?

　　喬伊：齊默曼是某類聚合物的專家。他也有過利用聚合物進行研究的經(jīng)驗，包括如何修改它們，影響它的其他屬性等。沒有多少人了解這種聚合物。他發(fā)明了一種新的離子傳導(dǎo)機制，就像有人發(fā)明了將材料制成半導(dǎo)體的方法那樣。這是一種構(gòu)造合理的新型材料，在自然界中并不存在。現(xiàn)在我們可以用半導(dǎo)體來形容它，但是我無法用合適的詞匯來形容這個新的突破，在室溫下進行離子作用的固體。也許它應(yīng)該被稱為ional。這是一個應(yīng)該獲得獎勵的科學(xué)突破。

　　利維：如果我是伊隆·馬斯克(Elon Musk)，我正在考慮這個問題：我要換成堿性電池還是要用這種技術(shù)來改進鋰電池?

　　喬伊：你將從改善鋰電池開始，因為這已經(jīng)進入你的制造過程。但從長遠來看，先進的堿性電池有可能顛覆鋰離子電池的支配地位，因為前者材料更便宜。你可以用鋁做堿性電池，我們已經(jīng)取得了部分進展。但我們還沒有實現(xiàn)所需要的那么多周期，但是，你知道，我們正在努力。我們認(rèn)為，類似鋁堿性電池這樣的東西最終會滿足鋰的性能，但材料會更豐富，價格也更便宜。此外，它還可回收利用。

　　利維：你還說這能使真正的智能電網(wǎng)成為現(xiàn)實?

　　喬伊：是的。如果這種方法取得成功，能源替代將非常方便，我們可以更容易地從風(fēng)能和水力發(fā)電等可再生能源中獲取能源。想象一下，用我們在Duracell和Energizer中使用的相同原料，制作非常大的可充電電池。你可以制造更大的電池，讓它們變得更便宜，然后你把它們放到電網(wǎng)上?，F(xiàn)在人們在電網(wǎng)中使用的大部分技術(shù)都是像在山上抽水這樣的東西，當(dāng)你讓電量通過它們進出電池的時候，往往會損失30%到40%的電量。但是這些新電池更加高效，所以你可以儲存和回收可再生能源，輸入和輸出能量的成本將更低。我們終于可以得到智能電網(wǎng)了，我稱之為能源互聯(lián)網(wǎng)。如果我在得克薩斯州有個風(fēng)力發(fā)電廠，可以在深夜發(fā)電，我可以簡單地向另一個地方的人發(fā)送多余的電量，它們可以將其儲存起來。

　　利維：我們什么時候能夠看到這種電池量產(chǎn)?

　　喬伊：可能要等兩到三年。

　　利維：這聽起來讓人覺得不可思議。但我們過去都曾聽到過重大承諾，但卻沒有一個成功。我們怎么知道它是否也是“鏡中花，水中月”?

　　喬伊：你應(yīng)該知道，實際上這種模式非常好。但每隔一段時間，你就會發(fā)明一種新的材料，就像半導(dǎo)體那樣，它具有驚人的特性。這里有一個完全處于瓶頸狀態(tài)的行業(yè)，對吧?我們之所以這么做，是因為這項技術(shù)出于某種原因被屏蔽了。但你可以看看這些年來取得的許多進步，然后說:“你怎么能做這些了不起的事情呢?”，這似乎沒有任何意義。但這些神奇的事情總是有可能的，我們只是碰巧解鎖了它們。

　　利維：讓我們換個話題。在20世紀(jì)90年代，你曾推廣一種名為Jini的技術(shù)，即可預(yù)見的移動技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)?，F(xiàn)在的進步是否反映了你多年前的想法?

　　喬伊：完全正確。我保留了許多25年前的幻燈片，當(dāng)時我說，每個人都要隨身攜帶移動設(shè)備，它們都是相互關(guān)聯(lián)的。每年有5000萬輛汽車和卡車誕生，這些都是由電腦控制的。這些都是互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的大事，對吧?

　　利維：接下來會發(fā)生什么?

　　喬伊：我們正朝著耶魯計算機科學(xué)家大衛(wèi)·蓋勒特(David Gelernter)在他的書《鏡像世界》(Mirror Worlds)中談到的那種環(huán)境前進。他認(rèn)為，城市已經(jīng)變成了自身的模擬。只是為了確定那里的東西是靜態(tài)的，這并不是很有趣。你想做的是對它在時域中的影響產(chǎn)生一定概念。我們需要把所有的東西都放到網(wǎng)上，所有的傳感器和其他東西都提供信息，這樣我們就可以從靜態(tài)的顆粒模型變成真實的模擬。在交通地圖上看交通燈的狀態(tài)是一回事，但這實際上是相當(dāng)保守的。模擬會告訴我，哪里顯示綠燈，哪里是紅燈。

　　這就是人工智能要解決的問題。如果我在看世界，我必須要有一個模型，不管它是在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中受訓(xùn)還是別的什么。當(dāng)然，我可以在人行道上識別一個孩子和球的圖像。重要的是要在給定的時間域中意識到，他們可能會跑到街上，對吧?我們開始擁有這樣的計算能力，以對此進行更好的演示。它是否全部聯(lián)系在一起則是另一回事。

　　利維：哪個大公司會把它綁在一起?

　　喬伊：谷歌似乎處于領(lǐng)先地位，因為他們長期在招募這樣的人才。谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人拉里·佩奇(Larry Page)也真心想要解決這個問題。微軟也招募了很多人，F(xiàn)acebook和亞馬遜也不甘落后。在早期，這些努力需要大量的計算能力支持。擁有非常非常大的計算機就像可扭曲時間那樣，你可以做一些不符合現(xiàn)在經(jīng)濟效益的事情，而這些事情在未來10年卻是經(jīng)濟可行的。這些大公司有資源給谷歌旗下AI子公司DeepMind主管德米斯·哈薩比斯(Demis Hassabis)這樣的人1億美元，甚至每年5億美元，讓他做些也許10年后手機就能完成的事情。

　　利維：在關(guān)于AI是否對人類構(gòu)成威脅的爭論，你有什么看法?

　　喬伊：我認(rèn)為在現(xiàn)在真正危險的技術(shù)是基因技術(shù)，因為它與我們的生物學(xué)兼容，因此具有傳染性。有了CRISPR-Cas9這樣的基因編輯技術(shù)及其變體，我們就有了驚人的強大工具。但在人工智能領(lǐng)域，存在著明顯的倫理風(fēng)險和危險。我離這個領(lǐng)域很遠，畢竟我只研究清潔技術(shù)相關(guān)的東西。我不知道如何放慢速度，所以我決定花時間去創(chuàng)造我們需要的東西，而不是阻止(威脅我們的)東西。我根本不是一個政治家，相比起比游來說，我更擅長發(fā)明東西。