0:00:00.000,0:00:03.000
點亮這個劇院有燈光所需的電力

0:00:03.000,0:00:06.000
剛剛才從發電廠產生

0:00:06.000,0:00:09.000
依目前電力使用的狀況

0:00:09.000,0:00:12.000
電力需求必須與電力供應

0:00:12.000,0:00:15.000
持續取得平衡

0:00:15.000,0:00:18.000
如果在我走上台的這段時間

0:00:18.000,0:00:21.000
數百兆瓦的風力發電

0:00:21.000,0:00:24.000
停止輸送給輸電網路的話

0:00:24.000,0:00:26.000
這個不足

0:00:26.000,0:00:30.000
該由其他的發電機立刻補上

0:00:30.000,0:00:33.000
但是火力發電廠 核能發電廠

0:00:33.000,0:00:35.000
都不能立即增產做出反應

0:00:35.000,0:00:37.000
巨大的電池卻可以

0:00:37.000,0:00:39.000
用巨大的電池儲能

0:00:39.000,0:00:42.000
可以讓我們解決風力及太陽能發電

0:00:42.000,0:00:44.000
這種間歇性發電法

0:00:44.000,0:00:46.000
所產生的供電波動的問題

0:00:46.000,0:00:50.000
進而達到跟火力 天然氣 及核能一樣可以持續供電

0:00:50.000,0:00:52.000
你看 電池

0:00:52.000,0:00:55.000
在這裡是個關鍵

0:00:55.000,0:00:58.000
使用電池儲能 即使沒有太陽光

0:00:58.000,0:01:00.000
我們仍可使用太陽能所產生的電力

0:01:00.000,0:01:03.000
而這將改變一切

0:01:03.000,0:01:05.000
因為這麼做 使得可再生能源

0:01:05.000,0:01:07.000
像是風力及太陽能

0:01:07.000,0:01:09.000
不再是配角

0:01:09.000,0:01:11.000
而成為主流

0:01:11.000,0:01:14.000
今天我要介紹一種新裝置

0:01:14.000,0:01:16.000
叫做液態金屬電池

0:01:16.000,0:01:18.000
這種新型態的能源儲存技術

0:01:18.000,0:01:21.000
是我及我在麻省理工學院的

0:01:21.000,0:01:23.000
學生和博士後研究團隊

0:01:23.000,0:01:25.000
發明的

0:01:25.000,0:01:28.000
今年的TED研討會的主題為全光譜

0:01:28.000,0:01:31.000
牛津英語詞典對光譜一詞的定義是

0:01:31.000,0:01:34.000
所有波長範圍的

0:01:34.000,0:01:36.000
電磁波

0:01:36.000,0:01:39.000
涵蓋從波長最長的無線電波到最短的伽瑪射線

0:01:39.000,0:01:42.000
而可見光

0:01:42.000,0:01:44.000
只是其中的一小部分

0:01:44.000,0:01:46.000
所以今天我在這裡 不僅要告訴你們

0:01:46.000,0:01:49.000
我在麻省理工的團隊

0:01:49.000,0:01:52.000
如何解決這個世界最大的問題

0:01:52.000,0:01:55.000
我還要全方位解說

0:01:55.000,0:01:57.000
發展此項新科技

0:01:57.000,0:01:59.000
的過程

0:01:59.000,0:02:02.000
我們發現了幾件令人驚訝的事實

0:02:02.000,0:02:05.000
與一般認知相異 可以為發明家的鑑鏡

0:02:05.000,0:02:08.000
的確是值得傳播的好點子（TED標語）

0:02:08.000,0:02:10.000
眾所皆知

0:02:10.000,0:02:14.000
如果我們要解決這個國家所面對的能源問題

0:02:14.000,0:02:17.000
我們不能只靠節約能源

0:02:17.000,0:02:20.000
我們不能只靠鑽探能源

0:02:20.000,0:02:22.000
我們也不能只靠開採能源

0:02:22.000,0:02:24.000
我們要用傳統的美國作法

0:02:24.000,0:02:26.000
我們要攜手合作

0:02:26.000,0:02:28.000
發明能源

0:02:28.000,0:02:31.000
（掌聲）

0:02:31.000,0:02:33.000
言歸正傳

0:02:33.000,0:02:36.000
電池是在約200年前

0:02:36.000,0:02:38.000
由亞力山卓伏特教授所發明

0:02:38.000,0:02:41.000
他當時在義大利帕度亞大學任教

0:02:41.000,0:02:43.000
他的發明孕育了一門新的科學

0:02:43.000,0:02:45.000
即電化學

0:02:45.000,0:02:47.000
以及像電鍍這樣的

0:02:47.000,0:02:49.000
新科技

0:02:49.000,0:02:51.000
綜觀歷史

0:02:51.000,0:02:53.000
伏特發明電池這件事

0:02:53.000,0:02:55.000
也許也是第一次證明了

0:02:55.000,0:02:57.000
教授的用處

0:02:57.000,0:02:59.000
（笑聲）

0:02:59.000,0:03:01.000
在伏特發明電池以前

0:03:01.000,0:03:04.000
沒有人知道到底教授有什麼用處

0:03:04.000,0:03:07.000
這個世上最早的電池

0:03:07.000,0:03:10.000
用銅板 鋅板 及銀堆疊而成

0:03:10.000,0:03:12.000
其中夾著浸鹽水的紙板

0:03:12.000,0:03:14.000
這是電池設計的

0:03:14.000,0:03:16.000
起始點

0:03:16.000,0:03:18.000
兩端電極

0:03:18.000,0:03:20.000
在這裡是兩種不同的金屬

0:03:20.000,0:03:22.000
以及電解質

0:03:22.000,0:03:24.000
在這裡是鹽水

0:03:24.000,0:03:26.000
科學原理就是這麼簡單

0:03:26.000,0:03:30.000
我承認我省略了一些細節

0:03:30.000,0:03:32.000
我之前已經說了

0:03:32.000,0:03:34.000
電池的科學原理其實很簡單明瞭

0:03:34.000,0:03:36.000
而我們對電網層級的大型儲電系統

0:03:36.000,0:03:38.000
需求很大

0:03:38.000,0:03:40.000
但事實是

0:03:40.000,0:03:43.000
現今沒有任何電池科技

0:03:43.000,0:03:45.000
能達到

0:03:45.000,0:03:49.000
電網所需的儲能負載條件

0:03:49.000,0:03:51.000
就是要能負載非常高的電力

0:03:51.000,0:03:53.000
要有很長的使用壽命

0:03:53.000,0:03:55.000
及極低的成本

0:03:55.000,0:03:58.000
所以我們要用不同的角度看問題

0:03:58.000,0:04:00.000
就是規模要大

0:04:00.000,0:04:02.000
價錢要便宜

0:04:02.000,0:04:04.000
所以就讓我們捨棄

0:04:04.000,0:04:07.000
先找出最酷的化學方程式

0:04:07.000,0:04:09.000
然後希望以大量生產的方法

0:04:09.000,0:04:12.000
來降低成本這種思維

0:04:12.000,0:04:14.000
反之 讓我們發明

0:04:14.000,0:04:17.000
以現有電價就能負擔的材料

0:04:17.000,0:04:19.000
但如此一來

0:04:19.000,0:04:21.000
週期表裡的某些元素

0:04:21.000,0:04:23.000
就理當排除在外了

0:04:23.000,0:04:25.000
這個電池需要

0:04:25.000,0:04:27.000
用藴藏豐富的元素來製造

0:04:27.000,0:04:30.000
我是說 如果你要製作像土一樣便宜的東西

0:04:30.000,0:04:32.000
就用土來做吧

0:04:32.000,0:04:34.000
（笑聲）

0:04:34.000,0:04:36.000
最好是找

0:04:36.000,0:04:39.000
當地出產的土（美國人對有機農業的笑話）

0:04:39.000,0:04:42.000
而且還要用最簡單的科技

0:04:42.000,0:04:45.000
及最簡單的工廠來製造這個東西

0:04:45.000,0:04:48.000
不要花很多錢

0:04:49.000,0:04:51.000
所以大約六年前

0:04:51.000,0:04:53.000
我開始思索這個問題

0:04:53.000,0:04:56.000
為了要得到新的觀點

0:04:56.000,0:05:00.000
我從蓄電學以外的地方尋求靈感

0:05:00.000,0:05:03.000
事實上我從一個跟蓄電或發電

0:05:03.000,0:05:06.000
一點都沒關聯的科技來看這件事

0:05:06.000,0:05:08.000
這個科技反而還消耗

0:05:08.000,0:05:10.000
大量電力

0:05:10.000,0:05:14.000
我指的是煉鋁工業

0:05:14.000,0:05:16.000
煉鋁法是在1886年

0:05:16.000,0:05:18.000
由兩位22歲的人

0:05:18.000,0:05:21.000
美國的霍爾及法國的赫魯特所發明

0:05:21.000,0:05:24.000
之後短短幾年

0:05:24.000,0:05:26.000
鋁就從

0:05:26.000,0:05:29.000
跟銀一樣貴的貴金屬

0:05:29.000,0:05:32.000
變成再普通不過的結構材料

0:05:32.000,0:05:35.000
你現在看到的是一座現代煉鋁廠的電解車間

0:05:35.000,0:05:37.000
約50呎寬

0:05:37.000,0:05:39.000
延伸約半哩遠

0:05:39.000,0:05:42.000
一排又一排的電解槽

0:05:42.000,0:05:45.000
裡面的結構就像伏特的電池

0:05:45.000,0:05:47.000
但又有三個重要的不同點

0:05:47.000,0:05:50.000
伏特的電池在室溫下運作

0:05:50.000,0:05:53.000
使用固體電極棒

0:05:53.000,0:05:56.000
電解質為鹽及水組成的水溶液

0:05:56.000,0:05:58.000
而霍爾--赫魯特電解槽

0:05:58.000,0:06:00.000
在高溫下運作

0:06:00.000,0:06:02.000
這個溫度高到

0:06:02.000,0:06:04.000
可以讓鋁金屬變成液態

0:06:04.000,0:06:06.000
而電解質

0:06:06.000,0:06:08.000
不是由水及鹽組成的水溶液

0:06:08.000,0:06:10.000
而是熔化的鹽

0:06:10.000,0:06:12.000
這種由液態金屬

0:06:12.000,0:06:15.000
熔鹽及高溫的組合

0:06:15.000,0:06:19.000
可以讓高電流通過這個電解槽

0:06:19.000,0:06:22.000
今天我們可以從礦砂直接生產鋁金屬

0:06:22.000,0:06:25.000
每磅成本低於50分美元（約15元台幣）

0:06:25.000,0:06:27.000
這就是現代電氣冶金術

0:06:27.000,0:06:29.000
創造的經濟奇蹟

0:06:29.000,0:06:32.000
也就是這項製程吸引了我的注意

0:06:32.000,0:06:36.000
到了著迷的地步 我一心一意要發明

0:06:36.000,0:06:40.000
這種具強大經濟效益的電池

0:06:40.000,0:06:42.000
而我的確做到了

0:06:42.000,0:06:45.000
我製造了全液態電池

0:06:45.000,0:06:47.000
兩端電極均為液態金屬

0:06:47.000,0:06:49.000
使用熔鹽作電解質

0:06:49.000,0:06:52.000
現在就來看看過程

0:07:09.000,0:07:12.000
我把低密度

0:07:12.000,0:07:16.000
液態金屬放在上端

0:07:16.000,0:07:22.000
高密度的液態金屬放在底端

0:07:22.000,0:07:25.000
兩者之間放熔鹽

0:07:28.000,0:07:30.000
問題來了

0:07:30.000,0:07:33.000
要怎麼選金屬

0:07:33.000,0:07:35.000
對我而言 設計這門功課

0:07:35.000,0:07:37.000
永遠從這裡開始

0:07:37.000,0:07:39.000
就是拿出這張

0:07:39.000,0:07:41.000
由另一位有用的教授

0:07:41.000,0:07:43.000
門德列夫所發表的週期表

0:07:43.000,0:07:45.000
這世上的一切

0:07:45.000,0:07:47.000
都由週期表上的元素

0:07:47.000,0:07:50.000
以不同的組態組合

0:07:50.000,0:07:52.000
我們的身體也是如此

0:07:52.000,0:07:55.000
我還記得那天

0:07:55.000,0:07:58.000
我在找一對金屬

0:07:58.000,0:08:00.000
一對合乎

0:08:00.000,0:08:02.000
藴藏量大

0:08:02.000,0:08:05.000
密度相反

0:08:05.000,0:08:07.000
相互反應性高的條件

0:08:07.000,0:08:09.000
當我知道我快要找到答案時

0:08:09.000,0:08:12.000
我有一種恍然大悟的驚喜

0:08:14.000,0:08:17.000
鎂在頂層

0:08:17.000,0:08:19.000
而銻

0:08:19.000,0:08:22.000
放在底層

0:08:22.000,0:08:24.000
你知道嗎 我一定要告訴你

0:08:24.000,0:08:27.000
作教授的好處之一就是

0:08:27.000,0:08:29.000
你可以用彩色粉筆

0:08:29.000,0:08:32.000
（笑聲）

0:08:32.000,0:08:35.000
為了製造電流

0:08:35.000,0:08:37.000
鎂失去兩個電子

0:08:37.000,0:08:40.000
成為鎂離子

0:08:40.000,0:08:42.000
移動通過電解質

0:08:42.000,0:08:45.000
從銻那一端接受兩個電子

0:08:45.000,0:08:48.000
然後與銻形成合金

0:08:48.000,0:08:50.000
電子是真正

0:08:50.000,0:08:53.000
產生電流的物質

0:08:53.000,0:08:56.000
使我們的儀器有電

0:08:59.000,0:09:02.000
現在要使電池充電

0:09:02.000,0:09:05.000
我們把電池接上電源

0:09:05.000,0:09:08.000
電源可以是風力發電廠

0:09:09.000,0:09:13.000
然後我們讓反應倒過來

0:09:13.000,0:09:18.000
這使得鎂離開合金

0:09:18.000,0:09:21.000
回到上端的電極

0:09:21.000,0:09:26.000
使電池回到原來的組態

0:09:26.000,0:09:29.000
電流穿越兩極之間

0:09:29.000,0:09:32.000
產生足夠的熱能以維持溫度

0:09:32.000,0:09:35.000
很酷吧

0:09:35.000,0:09:37.000
至少理論上聽起來是如此

0:09:37.000,0:09:39.000
但是要怎麼實際運作呢

0:09:39.000,0:09:41.000
所以接下來該做什麼

0:09:41.000,0:09:43.000
我們去作實驗

0:09:43.000,0:09:47.000
我聘請了資深的研究人員嗎

0:09:47.000,0:09:50.000
沒有 我找了一個學生

0:09:50.000,0:09:52.000
而且親自指導他

0:09:52.000,0:09:55.000
教他如何從我的觀點

0:09:55.000,0:09:57.000
來看這個問題

0:09:57.000,0:09:59.000
然後就放牛吃草

0:09:59.000,0:10:01.000
這就是那位學生 大衛布萊德威

0:10:01.000,0:10:03.000
他在這張相片裡

0:10:03.000,0:10:06.000
看起來不太相信這個東西能成功

0:10:06.000,0:10:08.000
我那時沒有告訴大衛

0:10:08.000,0:10:11.000
就是我自己也不太相信這能成功

0:10:11.000,0:10:13.000
但是大衛年青有為

0:10:13.000,0:10:15.000
而且他想拿博士

0:10:15.000,0:10:17.000
他開始

0:10:17.000,0:10:19.000
（笑聲）

0:10:19.000,0:10:21.000
他開始製作

0:10:21.000,0:10:23.000
第一個用這個化學理論為基礎

0:10:23.000,0:10:25.000
所創造的液態金屬電池

0:10:25.000,0:10:28.000
大衛的結果看起來前景大有可為

0:10:28.000,0:10:30.000
本來這項實驗的原始經費

0:10:30.000,0:10:33.000
是由麻省理工的種子創投基金所支付

0:10:33.000,0:10:36.000
我因此可以藉著這個結果吸引更多的

0:10:36.000,0:10:38.000
私人企業及聯邦政府

0:10:38.000,0:10:40.000
來投資這項計劃

0:10:40.000,0:10:43.000
這也讓我能擴充研究團隊至20人

0:10:43.000,0:10:45.000
包括研究生 博士後研究

0:10:45.000,0:10:47.000
甚至還有一些大學生

0:10:47.000,0:10:50.000
我可以吸引到很棒很棒的人

0:10:50.000,0:10:52.000
這些人跟我一樣

0:10:52.000,0:10:54.000
對科學及對服務大眾充滿熱情

0:10:54.000,0:10:58.000
這些人唸科學不是為了發展自己的事業

0:10:58.000,0:11:00.000
如果你問這些人

0:11:00.000,0:11:02.000
為什麼要研究液態金屬電池

0:11:02.000,0:11:04.000
他們會借用

0:11:04.000,0:11:06.000
甘乃迪總統在1962年

0:11:06.000,0:11:09.000
對萊斯大學的演講來回答

0:11:09.000,0:11:11.000
甘乃迪說 容我篡改一下

0:11:11.000,0:11:13.000
我們選擇做這項電網級大型儲電計畫

0:11:13.000,0:11:15.000
不是因為它很簡單

0:11:15.000,0:11:17.000
而是因為它很艱難

0:11:17.000,0:11:23.000
（掌聲）

0:11:24.000,0:11:27.000
以下是液態金屬電池的演進過程

0:11:27.000,0:11:30.000
我們從這個一瓦時的電池開始

0:11:30.000,0:11:32.000
我稱它為小酒杯

0:11:32.000,0:11:35.000
我們把400個小酒杯放在一起運轉

0:11:35.000,0:11:38.000
充分利用化學的多元化來找最好的反應組合

0:11:38.000,0:11:40.000
而不是只限於使用鎂及銻

0:11:40.000,0:11:43.000
然後我們造了一個20瓦時的電池

0:11:43.000,0:11:45.000
我稱之為冰上曲棍球

0:11:45.000,0:11:47.000
我們得到的結果一樣驚人

0:11:47.000,0:11:49.000
然後是這個茶盤

0:11:49.000,0:11:51.000
200瓦時的電力

0:11:51.000,0:11:53.000
這個科技本身證明了

0:11:53.000,0:11:56.000
這個電池堅固耐用及可擴展性

0:11:56.000,0:11:58.000
但是我們對發展的速度不滿意

0:11:58.000,0:12:00.000
所以一年半前

0:12:00.000,0:12:02.000
大衛和我

0:12:02.000,0:12:04.000
以及其他研究人員

0:12:04.000,0:12:06.000
成立了一間公司

0:12:06.000,0:12:08.000
來加速製造過程

0:12:08.000,0:12:10.000
加速產品商業化

0:12:10.000,0:12:12.000
所以現在液態金屬電池公司

0:12:12.000,0:12:14.000
製造直徑16英寸大

0:12:14.000,0:12:16.000
儲電容量一千瓦時的電池

0:12:16.000,0:12:19.000
是那個原始小酒杯

0:12:19.000,0:12:21.000
的一千倍

0:12:21.000,0:12:23.000
我們叫它比薩

0:12:23.000,0:12:26.000
現在四千瓦時的電池快要造好了

0:12:26.000,0:12:28.000
它的直徑將達36吋

0:12:28.000,0:12:30.000
我們說它是個小餐桌

0:12:30.000,0:12:32.000
不過這還不能端上檯面來看

0:12:32.000,0:12:34.000
這項科技的變化之一

0:12:34.000,0:12:38.000
是把這些小餐桌堆成模組

0:12:38.000,0:12:41.000
然後將這些模組聚合成一個巨大的電池

0:12:41.000,0:12:43.000
可以塞在一個40呎的貨櫃裡

0:12:43.000,0:12:45.000
運到發電廠

0:12:45.000,0:12:48.000
這個大電池的儲電容量為二兆瓦小時

0:12:48.000,0:12:50.000
也就是兩百萬瓦時

0:12:50.000,0:12:52.000
這樣的電力

0:12:52.000,0:12:54.000
足以維持200個美國家庭

0:12:54.000,0:12:56.000
每日所需

0:12:56.000,0:12:59.000
所以我們有了電網級大型儲電系統

0:12:59.000,0:13:02.000
安靜 零排汙

0:13:02.000,0:13:04.000
沒有會動的機件

0:13:04.000,0:13:06.000
還可以遙控

0:13:06.000,0:13:09.000
以目前的電價就可使之運轉

0:13:09.000,0:13:12.000
不需政府補助

0:13:12.000,0:13:14.000
所以我們從中學到甚麼？

0:13:14.000,0:13:20.000
（掌聲）

0:13:20.000,0:13:22.000
所以我們從中學到甚麼？

0:13:22.000,0:13:24.000
讓我與在座各位分享

0:13:24.000,0:13:27.000
一些意外發現 與公認事實大庭相逕

0:13:27.000,0:13:29.000
這些事實並不是那麼顯而易見

0:13:29.000,0:13:31.000
在溫度方面

0:13:31.000,0:13:33.000
一般都認為反應要設在低溫

0:13:33.000,0:13:35.000
最好是在室溫下

0:13:35.000,0:13:38.000
然後要架一個系統來控溫

0:13:38.000,0:13:40.000
不要讓溫度失控

0:13:40.000,0:13:43.000
但是液態金屬電池是設計在高溫下運作

0:13:43.000,0:13:46.000
沒有甚麼溫度限制條件

0:13:46.000,0:13:49.000
這個電池可以忍受因突波電流

0:13:49.000,0:13:53.000
所產生的急劇增溫現象

0:13:53.000,0:13:56.000
在規模方面 一般都認為

0:13:56.000,0:13:58.000
要大量生產來減低成品

0:13:58.000,0:14:01.000
但液態金屬電池減低成本的方法

0:14:01.000,0:14:04.000
是少量生產但產品本身很大

0:14:04.000,0:14:06.000
最後在人力資源方面

0:14:06.000,0:14:08.000
大家都說

0:14:08.000,0:14:10.000
你要聘請電池專家

0:14:10.000,0:14:12.000
資深的教授來參與

0:14:12.000,0:14:15.000
所以你可以借鑒他們豐富的經驗和知識

0:14:15.000,0:14:17.000
但在發展液態金屬電池這個計劃上

0:14:17.000,0:14:20.000
我找了學生及博士後研究員 還親自指導他們

0:14:20.000,0:14:22.000
在製作電池時

0:14:22.000,0:14:25.000
我絞盡腦汁讓電池的電力發展到極致

0:14:25.000,0:14:27.000
在指導學生時

0:14:27.000,0:14:29.000
我則絞盡腦汁讓他們的潛力發展到極致

0:14:29.000,0:14:31.000
所以你看

0:14:31.000,0:14:33.000
發展液態金屬電池這件事

0:14:33.000,0:14:35.000
不是只有

0:14:35.000,0:14:37.000
發明新科技而已

0:14:37.000,0:14:39.000
這還是個藍圖

0:14:39.000,0:14:42.000
讓我們全方位培養發明家

0:14:42.000,0:14:53.000
（掌聲）