本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
四十年前,一位名叫乔治·皮尔西的埃克森公司高管带领一小队石油商进入维也纳的一家酒店房间。他们去那里会见沙特阿拉伯石油大臣兼欧佩克(石油输出国组织)谈判代表谢赫·亚马尼,欧佩克要求将石油价格提高 100%,以回应赎罪日战争。长话短说,皮尔西拒绝了。亚马尼给他在巴格达的同事打电话传达了这个消息。皮尔西问接下来会发生什么。亚马尼著名地回答说:“听收音机。”
我们知道接下来发生了什么:第一次欧佩克石油禁运,以及随之而来的西方国家的汽油配给。但当时还发生了另一件事,我们常常忘记:一项积极的国际努力,旨在开发电动汽车和先进电池,这项努力直接(即使是缓慢地)促成了今天道路上的特斯拉 Model S 和雪佛兰 Volt。
现在,并非好像 1973 年石油禁运开始的那天,底特律的首席执行官们拿起电话尖叫着“给我造一辆电动汽车,快!” 这项努力早已开始。到 1960 年代后期,洛杉矶盆地的烟雾非常浓重,以至于当地政治家们正在谈论禁止内燃机。作为回应,底特律四大汽车制造商(记住,美国汽车公司当时仍然存在)都开始研究电动汽车技术。1967 年,福特开发出一种熔融钠电池,其非常规性打破了研究僵局。1973 年的石油禁运为这个酝酿中的研究领域提供了世界末日般的紧迫感和实际上无限的资金。
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甚至埃克森公司也开始为石油时代的终结做计划。当时该公司研究部门的负责人:乔治·皮尔西,他在维也纳的经历影响了他整个公司的优先事项。1976 年,斯坦·惠廷厄姆,一位在埃克森公司位于新泽西州林登的研究和开发实验室工作的年轻电池工程师,在《科学》杂志上发表了一篇论文,详细介绍了第一款可充电锂电池。它存在问题,包括容易起火。尽管如此,它还是成为了原型电池,其后代现在为 21 世纪的每一辆严肃的电动汽车提供动力。
为什么花了四十年才让可行的电动汽车上路?部分原因与电池化学的内在困难有关。电池是凌乱、不听话、棘手的机器。它们不遵守摩尔定律。研究人员花很长时间来解决所有问题。
但这种情况可能发生得更快。一个很大的问题是,一旦 1980 年代石油再次变得便宜,公司和政府就关闭了他们在 1970 年代启动的所有电池研究项目。埃克森公司关闭了惠廷厄姆的实验室。美国政府也在很大程度上退出了清洁能源研究。正如惠廷厄姆在 2011 年就此主题为我的书所说的那样,“当埃克森公司停止时,联邦政府无知地决定,‘如果埃克森公司不这样做,就不值得做。’” 他补充说,“如果里根继续吉米·卡特政府启动的项目,我们会领先得多。但这并没有发生,所以我们经历了这段中断期。”
教训很明显,如果基础研究的资金时断时续,那么它的进展也正是如此。
电池研究的中断期在日本电子公司开始拾起那些发霉的文献以追求更小、更持久的消费电子产品时结束。索尼在 1991 年将锂离子电池商业化,但到 1990 年代中期,当通用汽车开始研发其短命的 EV1 电动汽车时,锂离子电池仍然不够成熟,无法用于汽车。
十六年后,面对厄运,通用汽车投出了历史性的最后一搏,并宣布将制造锂离子电池驱动的雪佛兰 Volt 插电式混合动力汽车。我们现在可以说电动汽车已经到来——(至少有几辆),而且这一次,它们似乎不会消失。但是,如果我们再次因廉价能源或政治功能失调而从基础研究中分心,那么下一代电动汽车的到来将比应有的时间长得多。