ABOUT THE SPEAKER
Donald Sadoway - Materials engineer
Donald Sadoway is working on a battery miracle -- an inexpensive, incredibly efficient, three-layered battery using “liquid metal."

Why you should listen

The problem at the heart of many sustainable-energy systems: How to store power so it can be delivered to the grid all the time, day and night, even when the wind's not blowing and the sun's not shining? At MIT, Donald Sadoway has been working on a grid-size battery system that stores energy using a three-layer liquid-metal core. With help from fans like Bill Gates, Sadoway and two of his students have spun off the Liquid Metals Battery Corporation (LMBC) to bring the battery to market.

More profile about the speaker
Donald Sadoway | Speaker | TED.com
TED2012

Donald Sadoway: The missing link to renewable energy

多納德‧沙多威:可再生能源發展的關鍵

Filmed:
2,374,649 views

要使得太陽能發電、風力發電這些替代能源成為主流,最大的關鍵在於如何儲存電力。如果有方法儲電,即使沒有陽光,風不吹,我們還是有電可用。沙多威教授在黑板上,以淺顯易懂又啓發人心的方式,解說儲存可再生能源的大型電池未來的發展。如他所言:「我們要用不同的角度來看問題,就是規模要大,價錢要便宜。」
- Materials engineer
Donald Sadoway is working on a battery miracle -- an inexpensive, incredibly efficient, three-layered battery using “liquid metal." Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:15
The electricity電力 powering供電 the lights燈火 in this theater劇院
0
0
3000
點亮這個劇院有燈光所需的電力
00:18
was generated產生 just moments瞬間 ago.
1
3000
3000
剛剛才從發電廠產生
00:21
Because the way things stand today今天,
2
6000
3000
依目前電力使用的狀況
00:24
electricity電力 demand需求 must必須 be in constant不變 balance平衡
3
9000
3000
電力需求必須與電力供應
00:27
with electricity電力 supply供應.
4
12000
3000
持續取得平衡
00:30
If in the time that it took me to walk步行 out here on this stage階段,
5
15000
3000
如果在我走上台的這段時間
00:33
some tens of megawatts兆瓦 of wind power功率
6
18000
3000
數百兆瓦的風力發電
00:36
stopped停止 pouring澆注 into the grid,
7
21000
3000
停止輸送給輸電網路的話
00:39
the difference區別 would have to be made製作 up
8
24000
2000
這個不足
00:41
from other generators發電機 immediately立即.
9
26000
4000
該由其他的發電機立刻補上
00:45
But coal煤炭 plants植物, nuclear plants植物
10
30000
3000
但是火力發電廠 核能發電廠
00:48
can't respond響應 fast快速 enough足夠.
11
33000
2000
都不能立即增產做出反應
00:50
A giant巨人 battery電池 could.
12
35000
2000
巨大的電池卻可以
00:52
With a giant巨人 battery電池,
13
37000
2000
用巨大的電池儲能
00:54
we'd星期三 be able能夠 to address地址 the problem問題 of intermittency間歇
14
39000
3000
可以讓我們解決風力及太陽能發電
00:57
that prevents防止 wind and solar太陽能
15
42000
2000
這種間歇性發電法
00:59
from contributing貢獻 to the grid
16
44000
2000
所產生的供電波動的問題
01:01
in the same相同 way that coal煤炭, gas加油站 and nuclear do today今天.
17
46000
4000
進而達到跟火力 天然氣 及核能一樣可以持續供電
01:05
You see, the battery電池
18
50000
2000
你看 電池
01:07
is the key enabling啟用 device設備 here.
19
52000
3000
在這裡是個關鍵
01:10
With it, we could draw electricity電力 from the sun太陽
20
55000
3000
使用電池儲能 即使沒有太陽光
01:13
even when the sun太陽 doesn't shine閃耀.
21
58000
2000
我們仍可使用太陽能所產生的電力
01:15
And that changes變化 everything.
22
60000
3000
而這將改變一切
01:18
Because then renewables可再生能源
23
63000
2000
因為這麼做 使得可再生能源
01:20
such這樣 as wind and solar太陽能
24
65000
2000
像是風力及太陽能
01:22
come out from the wings翅膀,
25
67000
2000
不再是配角
01:24
here to center中央 stage階段.
26
69000
2000
而成為主流
01:26
Today今天 I want to tell you about such這樣 a device設備.
27
71000
3000
今天我要介紹一種新裝置
01:29
It's called the liquid液體 metal金屬 battery電池.
28
74000
2000
叫做液態金屬電池
01:31
It's a new form形成 of energy能源 storage存儲
29
76000
2000
這種新型態的能源儲存技術
01:33
that I invented發明 at MITMIT
30
78000
3000
是我及我在麻省理工學院的
01:36
along沿 with a team球隊 of my students學生們
31
81000
2000
學生和博士後研究團隊
01:38
and post-docs博士後.
32
83000
2000
發明的
01:40
Now the theme主題 of this year's年份 TEDTED Conference會議 is Full充分 Spectrum光譜.
33
85000
3000
今年的TED研討會的主題為全光譜
01:43
The OEDOED defines定義 spectrum光譜
34
88000
3000
牛津英語詞典對光譜一詞的定義是
01:46
as "The entire整個 range範圍 of wavelengths波長
35
91000
3000
所有波長範圍的
01:49
of electromagnetic電磁 radiation輻射,
36
94000
2000
電磁波
01:51
from the longest最長 radio無線電 waves波浪 to the shortest最短 gamma伽馬 rays陽光
37
96000
3000
涵蓋從波長最長的無線電波到最短的伽瑪射線
01:54
of which哪一個 the range範圍 of visible可見 light
38
99000
3000
而可見光
01:57
is only a small part部分."
39
102000
2000
只是其中的一小部分
01:59
So I'm not here today今天 only to tell you
40
104000
2000
所以今天我在這裡 不僅要告訴你們
02:01
how my team球隊 at MITMIT has drawn out of nature性質
41
106000
3000
我在麻省理工的團隊
02:04
a solution to one of the world's世界 great problems問題.
42
109000
3000
如何解決這個世界最大的問題
02:07
I want to go full充分 spectrum光譜 and tell you how,
43
112000
3000
我還要全方位解說
02:10
in the process處理 of developing發展
44
115000
2000
發展此項新科技
02:12
this new technology技術,
45
117000
2000
的過程
02:14
we've我們已經 uncovered裸露 some surprising奇怪 heterodoxies異端
46
119000
3000
我們發現了幾件令人驚訝的事實
02:17
that can serve服務 as lessons教訓 for innovation革新,
47
122000
3000
與一般認知相異 可以為發明家的鑑鏡
02:20
ideas思路 worth價值 spreading傳播.
48
125000
3000
的確是值得傳播的好點子(TED標語)
02:23
And you know,
49
128000
2000
眾所皆知
02:25
if we're going to get this country國家 out of its current當前 energy能源 situation情況,
50
130000
4000
如果我們要解決這個國家所面對的能源問題
02:29
we can't just conserve養護 our way out;
51
134000
3000
我們不能只靠節約能源
02:32
we can't just drill鑽頭 our way out;
52
137000
3000
我們不能只靠鑽探能源
02:35
we can't bomb炸彈 our way out.
53
140000
2000
我們也不能只靠開採能源
02:37
We're going to do it the old-fashioned過時 American美國 way,
54
142000
2000
我們要用傳統的美國作法
02:39
we're going to invent發明 our way out,
55
144000
2000
我們要攜手合作
02:41
working加工 together一起.
56
146000
2000
發明能源
02:43
(Applause掌聲)
57
148000
3000
(掌聲)
02:46
Now let's get started開始.
58
151000
2000
言歸正傳
02:48
The battery電池 was invented發明 about 200 years年份 ago
59
153000
3000
電池是在約200年前
02:51
by a professor教授, Alessandro亞歷山德羅 Volta沃爾特,
60
156000
2000
由亞力山卓伏特教授所發明
02:53
at the University大學 of Padua帕多瓦 in Italy意大利.
61
158000
3000
他當時在義大利帕度亞大學任教
02:56
His invention發明 gave birth分娩 to a new field領域 of science科學,
62
161000
2000
他的發明孕育了一門新的科學
02:58
electrochemistry電化學,
63
163000
2000
即電化學
03:00
and new technologies技術
64
165000
2000
以及像電鍍這樣的
03:02
such這樣 as electroplating電鍍.
65
167000
2000
新科技
03:04
Perhaps也許 overlooked忽視,
66
169000
2000
綜觀歷史
03:06
Volta's沃爾特的 invention發明 of the battery電池
67
171000
2000
伏特發明電池這件事
03:08
for the first time also
68
173000
2000
也許也是第一次證明了
03:10
demonstrated證明 the utility效用 of a professor教授.
69
175000
2000
教授的用處
03:12
(Laughter笑聲)
70
177000
2000
(笑聲)
03:14
Until直到 Volta沃爾特, nobody沒有人 could imagine想像
71
179000
2000
在伏特發明電池以前
03:16
a professor教授 could be of any use.
72
181000
3000
沒有人知道到底教授有什麼用處
03:19
Here's這裡的 the first battery電池 --
73
184000
3000
這個世上最早的電池
03:22
a stack of coins硬幣, zinc and silver,
74
187000
3000
用銅板 鋅板 及銀堆疊而成
03:25
separated分離 by cardboard紙板 soaked浸泡 in brine鹽水.
75
190000
2000
其中夾著浸鹽水的紙板
03:27
This is the starting開始 point
76
192000
2000
這是電池設計的
03:29
for designing設計 a battery電池 --
77
194000
2000
起始點
03:31
two electrodes電極,
78
196000
2000
兩端電極
03:33
in this case案件 metals金屬 of different不同 composition組成,
79
198000
2000
在這裡是兩種不同的金屬
03:35
and an electrolyte電解質,
80
200000
2000
以及電解質
03:37
in this case案件 salt dissolved溶解 in water.
81
202000
2000
在這裡是鹽水
03:39
The science科學 is that simple簡單.
82
204000
2000
科學原理就是這麼簡單
03:41
Admittedly固然, I've left out a few少數 details細節.
83
206000
4000
我承認我省略了一些細節
03:45
Now I've taught you
84
210000
2000
我之前已經說了
03:47
that battery電池 science科學 is straightforward直截了當
85
212000
2000
電池的科學原理其實很簡單明瞭
03:49
and the need for grid-level電網級 storage存儲
86
214000
2000
而我們對電網層級的大型儲電系統
03:51
is compelling引人注目,
87
216000
2000
需求很大
03:53
but the fact事實 is
88
218000
2000
但事實是
03:55
that today今天 there is simply只是 no battery電池 technology技術
89
220000
3000
現今沒有任何電池科技
03:58
capable of meeting會議
90
223000
2000
能達到
04:00
the demanding嚴格 performance性能 requirements要求 of the grid --
91
225000
4000
電網所需的儲能負載條件
04:04
namely亦即 uncommonly罕有 high power功率,
92
229000
2000
就是要能負載非常高的電力
04:06
long service服務 lifetime一生
93
231000
2000
要有很長的使用壽命
04:08
and super-low超低價 cost成本.
94
233000
2000
及極低的成本
04:10
We need to think about the problem問題 differently不同.
95
235000
3000
所以我們要用不同的角度看問題
04:13
We need to think big,
96
238000
2000
就是規模要大
04:15
we need to think cheap低廉.
97
240000
2000
價錢要便宜
04:17
So let's abandon放棄 the paradigm範例
98
242000
2000
所以就讓我們捨棄
04:19
of let's search搜索 for the coolest最酷 chemistry化學
99
244000
3000
先找出最酷的化學方程式
04:22
and then hopefully希望 we'll chase down the cost成本 curve曲線
100
247000
2000
然後希望以大量生產的方法
04:24
by just making製造 lots and lots of product產品.
101
249000
3000
來降低成本這種思維
04:27
Instead代替, let's invent發明
102
252000
2000
反之 讓我們發明
04:29
to the price價錢 point of the electricity電力 market市場.
103
254000
3000
以現有電價就能負擔的材料
04:32
So that means手段
104
257000
2000
但如此一來
04:34
that certain某些 parts部分 of the periodic定期 table
105
259000
2000
週期表裡的某些元素
04:36
are axiomatically公理 off-limits禁止進入.
106
261000
2000
就理當排除在外了
04:38
This battery電池 needs需求 to be made製作
107
263000
2000
這個電池需要
04:40
out of earth-abundant地球上資源豐富 elements分子.
108
265000
2000
用藴藏豐富的元素來製造
04:42
I say, if you want to make something dirt污垢 cheap低廉,
109
267000
3000
我是說 如果你要製作像土一樣便宜的東西
04:45
make it out of dirt污垢 --
110
270000
2000
就用土來做吧
04:47
(Laughter笑聲)
111
272000
2000
(笑聲)
04:49
preferably優選 dirt污垢
112
274000
2000
最好是找
04:51
that's locally本地 sourced來源.
113
276000
3000
當地出產的土(美國人對有機農業的笑話)
04:54
And we need to be able能夠 to build建立 this thing
114
279000
3000
而且還要用最簡單的科技
04:57
using運用 simple簡單 manufacturing製造業 techniques技術 and factories工廠
115
282000
3000
及最簡單的工廠來製造這個東西
05:00
that don't cost成本 us a fortune幸運.
116
285000
3000
不要花很多錢
05:04
So about six years年份 ago,
117
289000
2000
所以大約六年前
05:06
I started開始 thinking思維 about this problem問題.
118
291000
2000
我開始思索這個問題
05:08
And in order訂購 to adopt採用 a fresh新鮮 perspective透視,
119
293000
3000
為了要得到新的觀點
05:11
I sought追捧 inspiration靈感 from beyond the field領域 of electricity電力 storage存儲.
120
296000
4000
我從蓄電學以外的地方尋求靈感
05:15
In fact事實, I looked看著 to a technology技術
121
300000
3000
事實上我從一個跟蓄電或發電
05:18
that neither也不 stores商店 nor也不 generates生成 electricity電力,
122
303000
3000
一點都沒關聯的科技來看這件事
05:21
but instead代替 consumes消耗 electricity電力,
123
306000
2000
這個科技反而還消耗
05:23
huge巨大 amounts of it.
124
308000
2000
大量電力
05:25
I'm talking about the production生產 of aluminum.
125
310000
4000
我指的是煉鋁工業
05:29
The process處理 was invented發明 in 1886
126
314000
2000
煉鋁法是在1886年
05:31
by a couple一對 of 22-year-olds- 年的孩子 --
127
316000
2000
由兩位22歲的人
05:33
Hall大廳 in the United聯合的 States狀態 and Heroult赫勞爾特 in France法國.
128
318000
3000
美國的霍爾及法國的赫魯特所發明
05:36
And just a few少數 short years年份 following以下 their discovery發現,
129
321000
3000
之後短短幾年
05:39
aluminum changed
130
324000
2000
鋁就從
05:41
from a precious珍貴 metal金屬 costing成本核算 as much as silver
131
326000
3000
跟銀一樣貴的貴金屬
05:44
to a common共同 structural結構 material材料.
132
329000
3000
變成再普通不過的結構材料
05:47
You're looking at the cell細胞 house of a modern現代 aluminum smelter冶煉廠.
133
332000
3000
你現在看到的是一座現代煉鋁廠的電解車間
05:50
It's about 50 feet wide
134
335000
2000
約50呎寬
05:52
and recedes回落 about half a mile英里 --
135
337000
2000
延伸約半哩遠
05:54
row after row of cells細胞
136
339000
3000
一排又一排的電解槽
05:57
that, inside, resemble類似 Volta's沃爾特的 battery電池,
137
342000
3000
裡面的結構就像伏特的電池
06:00
with three important重要 differences分歧.
138
345000
2000
但又有三個重要的不同點
06:02
Volta's沃爾特的 battery電池 works作品 at room房間 temperature溫度.
139
347000
3000
伏特的電池在室溫下運作
06:05
It's fitted with solid固體 electrodes電極
140
350000
3000
使用固體電極棒
06:08
and an electrolyte電解質 that's a solution of salt and water.
141
353000
3000
電解質為鹽及水組成的水溶液
06:11
The Hall-Heroult霍爾赫勞爾特 cell細胞
142
356000
2000
而霍爾--赫魯特電解槽
06:13
operates操作 at high temperature溫度,
143
358000
2000
在高溫下運作
06:15
a temperature溫度 high enough足夠
144
360000
2000
這個溫度高到
06:17
that the aluminum metal金屬 product產品 is liquid液體.
145
362000
2000
可以讓鋁金屬變成液態
06:19
The electrolyte電解質
146
364000
2000
而電解質
06:21
is not a solution of salt and water,
147
366000
2000
不是由水及鹽組成的水溶液
06:23
but rather salt that's melted融化了.
148
368000
2000
而是熔化的鹽
06:25
It's this combination組合 of liquid液體 metal金屬,
149
370000
2000
這種由液態金屬
06:27
molten熔融 salt and high temperature溫度
150
372000
3000
熔鹽及高溫的組合
06:30
that allows允許 us to send發送 high current當前 through通過 this thing.
151
375000
4000
可以讓高電流通過這個電解槽
06:34
Today今天, we can produce生產 virgin處女 metal金屬 from ore礦石
152
379000
3000
今天我們可以從礦砂直接生產鋁金屬
06:37
at a cost成本 of less than 50 cents a pound.
153
382000
3000
每磅成本低於50分美元(約15元台幣)
06:40
That's the economic經濟 miracle奇蹟
154
385000
2000
這就是現代電氣冶金術
06:42
of modern現代 electrometallurgy電冶金.
155
387000
2000
創造的經濟奇蹟
06:44
It is this that caught抓住 and held保持 my attention注意
156
389000
3000
也就是這項製程吸引了我的注意
06:47
to the point that I became成為 obsessed痴迷 with inventing發明了 a battery電池
157
392000
4000
到了著迷的地步 我一心一意要發明
06:51
that could capture捕獲 this gigantic巨大 economy經濟 of scale規模.
158
396000
4000
這種具強大經濟效益的電池
06:55
And I did.
159
400000
2000
而我的確做到了
06:57
I made製作 the battery電池 all liquid液體 --
160
402000
3000
我製造了全液態電池
07:00
liquid液體 metals金屬 for both electrodes電極
161
405000
2000
兩端電極均為液態金屬
07:02
and a molten熔融 salt for the electrolyte電解質.
162
407000
2000
使用熔鹽作電解質
07:04
I'll show顯示 you how.
163
409000
3000
現在就來看看過程
07:24
So I put low-density低密度
164
429000
3000
我把低密度
07:27
liquid液體 metal金屬 at the top最佳,
165
432000
4000
液態金屬放在上端
07:31
put a high-density高密度 liquid液體 metal金屬 at the bottom底部,
166
436000
6000
高密度的液態金屬放在底端
07:37
and molten熔融 salt in between之間.
167
442000
3000
兩者之間放熔鹽
07:43
So now,
168
448000
2000
問題來了
07:45
how to choose選擇 the metals金屬?
169
450000
3000
要怎麼選金屬
07:48
For me, the design設計 exercise行使
170
453000
2000
對我而言 設計這門功課
07:50
always begins開始 here
171
455000
2000
永遠從這裡開始
07:52
with the periodic定期 table,
172
457000
2000
就是拿出這張
07:54
enunciated闡明 by another另一個 professor教授,
173
459000
2000
由另一位有用的教授
07:56
Dimitri迪米特里 Mendeleyev門捷列夫.
174
461000
2000
門德列夫所發表的週期表
07:58
Everything we know
175
463000
2000
這世上的一切
08:00
is made製作 of some combination組合
176
465000
2000
都由週期表上的元素
08:02
of what you see depicted描繪 here.
177
467000
3000
以不同的組態組合
08:05
And that includes包括 our own擁有 bodies身體.
178
470000
2000
我們的身體也是如此
08:07
I recall召回 the very moment時刻 one day
179
472000
3000
我還記得那天
08:10
when I was searching搜索 for a pair of metals金屬
180
475000
3000
我在找一對金屬
08:13
that would meet遇到 the constraints限制
181
478000
2000
一對合乎
08:15
of earth地球 abundance豐富,
182
480000
2000
藴藏量大
08:17
different不同, opposite對面 density密度
183
482000
3000
密度相反
08:20
and high mutual相互 reactivity反應.
184
485000
2000
相互反應性高的條件
08:22
I felt the thrill顫抖 of realization實現
185
487000
2000
當我知道我快要找到答案時
08:24
when I knew知道 I'd come upon the answer回答.
186
489000
3000
我有一種恍然大悟的驚喜
08:29
Magnesium for the top最佳 layer.
187
494000
3000
鎂在頂層
08:32
And antimony
188
497000
2000
而銻
08:34
for the bottom底部 layer.
189
499000
3000
放在底層
08:37
You know, I've got to tell you,
190
502000
2000
你知道嗎 我一定要告訴你
08:39
one of the greatest最大 benefits好處 of being存在 a professor教授:
191
504000
3000
作教授的好處之一就是
08:42
colored有色 chalk粉筆.
192
507000
2000
你可以用彩色粉筆
08:44
(Laughter笑聲)
193
509000
3000
(笑聲)
08:47
So to produce生產 current當前,
194
512000
3000
為了製造電流
08:50
magnesium loses失去 two electrons電子
195
515000
2000
鎂失去兩個電子
08:52
to become成為 magnesium ion離子,
196
517000
3000
成為鎂離子
08:55
which哪一個 then migrates遷移 across橫過 the electrolyte電解質,
197
520000
2000
移動通過電解質
08:57
accepts接受 two electrons電子 from the antimony,
198
522000
3000
從銻那一端接受兩個電子
09:00
and then mixes混合 with it to form形成 an alloy合金.
199
525000
3000
然後與銻形成合金
09:03
The electrons電子 go to work
200
528000
2000
電子是真正
09:05
in the real真實 world世界 out here,
201
530000
3000
產生電流的物質
09:08
powering供電 our devices設備.
202
533000
3000
使我們的儀器有電
09:14
Now to charge收費 the battery電池,
203
539000
3000
現在要使電池充電
09:17
we connect a source資源 of electricity電力.
204
542000
3000
我們把電池接上電源
09:20
It could be something like a wind farm農場.
205
545000
3000
電源可以是風力發電廠
09:24
And then we reverse相反 the current當前.
206
549000
4000
然後我們讓反應倒過來
09:28
And this forces軍隊 magnesium to de-alloy脫合金
207
553000
5000
這使得鎂離開合金
09:33
and return返回 to the upper electrode電極,
208
558000
3000
回到上端的電極
09:36
restoring恢復 the initial初始 constitution憲法 of the battery電池.
209
561000
5000
使電池回到原來的組態
09:41
And the current當前 passing通過 between之間 the electrodes電極
210
566000
3000
電流穿越兩極之間
09:44
generates生成 enough足夠 heat to keep it at temperature溫度.
211
569000
3000
產生足夠的熱能以維持溫度
09:47
It's pretty漂亮 cool,
212
572000
3000
很酷吧
09:50
at least最小 in theory理論.
213
575000
2000
至少理論上聽起來是如此
09:52
But does it really work?
214
577000
2000
但是要怎麼實際運作呢
09:54
So what to do next下一個?
215
579000
2000
所以接下來該做什麼
09:56
We go to the laboratory實驗室.
216
581000
2000
我們去作實驗
09:58
Now do I hire聘請 seasoned老練 professionals專業人士?
217
583000
4000
我聘請了資深的研究人員嗎
10:02
No, I hire聘請 a student學生
218
587000
3000
沒有 我找了一個學生
10:05
and mentor導師 him,
219
590000
2000
而且親自指導他
10:07
teach him how to think about the problem問題,
220
592000
3000
教他如何從我的觀點
10:10
to see it from my perspective透視
221
595000
2000
來看這個問題
10:12
and then turn him loose疏鬆.
222
597000
2000
然後就放牛吃草
10:14
This is that student學生, David大衛 Bradwell布拉德韋爾,
223
599000
2000
這就是那位學生 大衛布萊德威
10:16
who, in this image圖片,
224
601000
2000
他在這張相片裡
10:18
appears出現 to be wondering想知道 if this thing will ever work.
225
603000
3000
看起來不太相信這個東西能成功
10:21
What I didn't tell David大衛 at the time
226
606000
2000
我那時沒有告訴大衛
10:23
was I myself wasn't convinced相信 it would work.
227
608000
3000
就是我自己也不太相信這能成功
10:26
But David's大衛 young年輕 and he's smart聰明
228
611000
2000
但是大衛年青有為
10:28
and he wants a Ph博士.D.,
229
613000
2000
而且他想拿博士
10:30
and he proceeds收益 to build建立 --
230
615000
2000
他開始
10:32
(Laughter笑聲)
231
617000
2000
(笑聲)
10:34
He proceeds收益 to build建立
232
619000
2000
他開始製作
10:36
the first ever liquid液體 metal金屬 battery電池
233
621000
2000
第一個用這個化學理論為基礎
10:38
of this chemistry化學.
234
623000
2000
所創造的液態金屬電池
10:40
And based基於 on David's大衛 initial初始 promising有希望 results結果,
235
625000
3000
大衛的結果看起來前景大有可為
10:43
which哪一個 were paid支付
236
628000
2000
本來這項實驗的原始經費
10:45
with seed種子 funds資金 at MITMIT,
237
630000
3000
是由麻省理工的種子創投基金所支付
10:48
I was able能夠 to attract吸引 major重大的 research研究 funding資金
238
633000
3000
我因此可以藉著這個結果吸引更多的
10:51
from the private私人的 sector扇形
239
636000
2000
私人企業及聯邦政府
10:53
and the federal聯邦 government政府.
240
638000
2000
來投資這項計劃
10:55
And that allowed允許 me to expand擴大 my group to 20 people,
241
640000
3000
這也讓我能擴充研究團隊至20人
10:58
a mix混合 of graduate畢業 students學生們, post-docs博士後
242
643000
2000
包括研究生 博士後研究
11:00
and even some undergraduates本科生.
243
645000
2000
甚至還有一些大學生
11:02
And I was able能夠 to attract吸引 really, really good people,
244
647000
3000
我可以吸引到很棒很棒的人
11:05
people who share分享 my passion
245
650000
2000
這些人跟我一樣
11:07
for science科學 and service服務 to society社會,
246
652000
2000
對科學及對服務大眾充滿熱情
11:09
not science科學 and service服務 for career事業 building建造.
247
654000
4000
這些人唸科學不是為了發展自己的事業
11:13
And if you ask these people
248
658000
2000
如果你問這些人
11:15
why they work on liquid液體 metal金屬 battery電池,
249
660000
2000
為什麼要研究液態金屬電池
11:17
their answer回答 would hearken傾聽 back
250
662000
2000
他們會借用
11:19
to President主席 Kennedy's肯尼迪 remarks備註
251
664000
2000
甘乃迪總統在1962年
11:21
at Rice白飯 University大學 in 1962
252
666000
3000
對萊斯大學的演講來回答
11:24
when he said -- and I'm taking服用 liberties自由 here --
253
669000
2000
甘乃迪說 容我篡改一下
11:26
"We choose選擇 to work on grid-level電網級 storage存儲,
254
671000
2000
我們選擇做這項電網級大型儲電計畫
11:28
not because it is easy簡單,
255
673000
2000
不是因為它很簡單
11:30
but because it is hard."
256
675000
2000
而是因為它很艱難
11:32
(Applause掌聲)
257
677000
6000
(掌聲)
11:39
So this is the evolution演化 of the liquid液體 metal金屬 battery電池.
258
684000
3000
以下是液態金屬電池的演進過程
11:42
We start開始 here with our workhorse馱馬 one watt-hour瓦特時 cell細胞.
259
687000
3000
我們從這個一瓦時的電池開始
11:45
I called it the shotglass小酒杯.
260
690000
2000
我稱它為小酒杯
11:47
We've我們已經 operated操作 over 400 of these,
261
692000
3000
我們把400個小酒杯放在一起運轉
11:50
perfecting完善 their performance性能 with a plurality複數 of chemistries化學品 --
262
695000
3000
充分利用化學的多元化來找最好的反應組合
11:53
not just magnesium and antimony.
263
698000
2000
而不是只限於使用鎂及銻
11:55
Along沿 the way we scaled縮放 up to the 20 watt-hour瓦特時 cell細胞.
264
700000
3000
然後我們造了一個20瓦時的電池
11:58
I call it the hockey曲棍球 puck冰球.
265
703000
2000
我稱之為冰上曲棍球
12:00
And we got the same相同 remarkable卓越 results結果.
266
705000
2000
我們得到的結果一樣驚人
12:02
And then it was onto the saucer茶托.
267
707000
2000
然後是這個茶盤
12:04
That's 200 watt-hours瓦特小時.
268
709000
2000
200瓦時的電力
12:06
The technology技術 was proving證明 itself本身
269
711000
2000
這個科技本身證明了
12:08
to be robust強大的 and scalable可擴展性.
270
713000
3000
這個電池堅固耐用及可擴展性
12:11
But the pace步伐 wasn't fast快速 enough足夠 for us.
271
716000
2000
但是我們對發展的速度不滿意
12:13
So a year and a half ago,
272
718000
2000
所以一年半前
12:15
David大衛 and I,
273
720000
2000
大衛和我
12:17
along沿 with another另一個 research研究 staff-member工作人員,
274
722000
2000
以及其他研究人員
12:19
formed形成 a company公司
275
724000
2000
成立了一間公司
12:21
to accelerate加速 the rate of progress進展
276
726000
2000
來加速製造過程
12:23
and the race種族 to manufacture製造 product產品.
277
728000
2000
加速產品商業化
12:25
So today今天 at LMBCLMBC,
278
730000
2000
所以現在液態金屬電池公司
12:27
we're building建造 cells細胞 16 inches英寸 in diameter直徑
279
732000
2000
製造直徑16英寸大
12:29
with a capacity容量 of one kilowatt-hour千瓦時 --
280
734000
2000
儲電容量一千瓦時的電池
12:31
1,000 times the capacity容量
281
736000
3000
是那個原始小酒杯
12:34
of that initial初始 shotglass小酒杯 cell細胞.
282
739000
2000
的一千倍
12:36
We call that the pizza比薩.
283
741000
2000
我們叫它比薩
12:38
And then we've我們已經 got a four kilowatt-hour千瓦時 cell細胞 on the horizon地平線.
284
743000
3000
現在四千瓦時的電池快要造好了
12:41
It's going to be 36 inches英寸 in diameter直徑.
285
746000
2000
它的直徑將達36吋
12:43
We call that the bistro小酒館 table,
286
748000
2000
我們說它是個小餐桌
12:45
but it's not ready準備 yet然而 for prime-time黃金時間 viewing觀看.
287
750000
2000
不過這還不能端上檯面來看
12:47
And one variant變種 of the technology技術
288
752000
2000
這項科技的變化之一
12:49
has us stacking堆疊 these bistro小酒館 tabletops桌面 into modules模塊,
289
754000
4000
是把這些小餐桌堆成模組
12:53
aggregating聚集 the modules模塊 into a giant巨人 battery電池
290
758000
3000
然後將這些模組聚合成一個巨大的電池
12:56
that fits適合 in a 40-foot-腳丫子 shipping運輸 container容器
291
761000
2000
可以塞在一個40呎的貨櫃裡
12:58
for placement放置 in the field領域.
292
763000
2000
運到發電廠
13:00
And this has a nameplate標示牌 capacity容量 of two megawatt-hours兆瓦時 --
293
765000
3000
這個大電池的儲電容量為二兆瓦小時
13:03
two million百萬 watt-hours瓦特小時.
294
768000
2000
也就是兩百萬瓦時
13:05
That's enough足夠 energy能源
295
770000
2000
這樣的電力
13:07
to meet遇到 the daily日常 electrical電動 needs需求
296
772000
2000
足以維持200個美國家庭
13:09
of 200 American美國 households.
297
774000
2000
每日所需
13:11
So here you have it, grid-level電網級 storage存儲:
298
776000
3000
所以我們有了電網級大型儲電系統
13:14
silent無聲, emissions-free零排放,
299
779000
3000
安靜 零排汙
13:17
no moving移動 parts部分,
300
782000
2000
沒有會動的機件
13:19
remotely遠程 controlled受控,
301
784000
2000
還可以遙控
13:21
designed設計 to the market市場 price價錢 point
302
786000
3000
以目前的電價就可使之運轉
13:24
without subsidy補貼.
303
789000
3000
不需政府補助
13:27
So what have we learned學到了 from all this?
304
792000
2000
所以我們從中學到甚麼?
13:29
(Applause掌聲)
305
794000
6000
(掌聲)
13:35
So what have we learned學到了 from all this?
306
800000
2000
所以我們從中學到甚麼?
13:37
Let me share分享 with you
307
802000
2000
讓我與在座各位分享
13:39
some of the surprises驚喜, the heterodoxies異端.
308
804000
3000
一些意外發現 與公認事實大庭相逕
13:42
They lie謊言 beyond the visible可見.
309
807000
2000
這些事實並不是那麼顯而易見
13:44
Temperature溫度:
310
809000
2000
在溫度方面
13:46
Conventional常規 wisdom智慧 says set it low,
311
811000
2000
一般都認為反應要設在低溫
13:48
at or near room房間 temperature溫度,
312
813000
2000
最好是在室溫下
13:50
and then install安裝 a control控制 system系統 to keep it there.
313
815000
3000
然後要架一個系統來控溫
13:53
Avoid避免 thermal runaway逃跑.
314
818000
2000
不要讓溫度失控
13:55
Liquid液體 metal金屬 battery電池 is designed設計 to operate操作 at elevated提高的 temperature溫度
315
820000
3000
但是液態金屬電池是設計在高溫下運作
13:58
with minimum最低限度 regulation.
316
823000
3000
沒有甚麼溫度限制條件
14:01
Our battery電池 can handle處理 the very high temperature溫度 rises上升
317
826000
3000
這個電池可以忍受因突波電流
14:04
that come from current當前 surges.
318
829000
4000
所產生的急劇增溫現象
14:08
Scaling縮放: Conventional常規 wisdom智慧 says
319
833000
3000
在規模方面 一般都認為
14:11
reduce減少 cost成本 by producing生產 many許多.
320
836000
2000
要大量生產來減低成品
14:13
Liquid液體 metal金屬 battery電池 is designed設計 to reduce減少 cost成本
321
838000
3000
但液態金屬電池減低成本的方法
14:16
by producing生產 fewer, but they'll他們會 be larger.
322
841000
3000
是少量生產但產品本身很大
14:19
And finally最後, human人的 resources資源:
323
844000
2000
最後在人力資源方面
14:21
Conventional常規 wisdom智慧 says
324
846000
2000
大家都說
14:23
hire聘請 battery電池 experts專家,
325
848000
2000
你要聘請電池專家
14:25
seasoned老練 professionals專業人士,
326
850000
2000
資深的教授來參與
14:27
who can draw upon their vast廣大 experience經驗 and knowledge知識.
327
852000
3000
所以你可以借鑒他們豐富的經驗和知識
14:30
To develop發展 liquid液體 metal金屬 battery電池,
328
855000
2000
但在發展液態金屬電池這個計劃上
14:32
I hired僱用 students學生們 and post-docs博士後 and mentored輔導 them.
329
857000
3000
我找了學生及博士後研究員 還親自指導他們
14:35
In a battery電池,
330
860000
2000
在製作電池時
14:37
I strive努力 to maximize最大化 electrical電動 potential潛在;
331
862000
3000
我絞盡腦汁讓電池的電力發展到極致
14:40
when mentoring師徒,
332
865000
2000
在指導學生時
14:42
I strive努力 to maximize最大化 human人的 potential潛在.
333
867000
2000
我則絞盡腦汁讓他們的潛力發展到極致
14:44
So you see,
334
869000
2000
所以你看
14:46
the liquid液體 metal金屬 battery電池 story故事
335
871000
2000
發展液態金屬電池這件事
14:48
is more than an account帳戶
336
873000
2000
不是只有
14:50
of inventing發明了 technology技術,
337
875000
2000
發明新科技而已
14:52
it's a blueprint藍圖
338
877000
2000
這還是個藍圖
14:54
for inventing發明了 inventors發明家, full-spectrum全譜.
339
879000
3000
讓我們全方位培養發明家
14:57
(Applause掌聲)
340
882000
11000
(掌聲)
Translated by Regina Chu
Reviewed by Wang-Ju Tsai

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Donald Sadoway - Materials engineer
Donald Sadoway is working on a battery miracle -- an inexpensive, incredibly efficient, three-layered battery using “liquid metal."

Why you should listen

The problem at the heart of many sustainable-energy systems: How to store power so it can be delivered to the grid all the time, day and night, even when the wind's not blowing and the sun's not shining? At MIT, Donald Sadoway has been working on a grid-size battery system that stores energy using a three-layer liquid-metal core. With help from fans like Bill Gates, Sadoway and two of his students have spun off the Liquid Metals Battery Corporation (LMBC) to bring the battery to market.

More profile about the speaker
Donald Sadoway | Speaker | TED.com