麻省理工學院（MIT）的一項創新研究正在為電動交通領域帶來一場革命性的變革，特別是針對航空、鐵路和海運等高能耗領域。傳統鋰電池的能量密度已接近極限，這嚴重阻礙了電動交通工具的進一步發展，特別是在需要長距離、高能耗的設備上，如飛機、火車和輪船。

然而，MIT材料科學與工程教授蔣業明領導的研究團隊開發了一種新型的鈉-空氣燃料電池，這一突破性技術有望解決這一難題。蔣業明教授不僅是美國工程院院士，還是一位杰出的材料科學家，他過去曾成功研發出使用鋁、鈮、鋯等金屬作為正極的超級鋰電池，并創辦了多家有影響力的能源科技公司。

這種鈉-空氣燃料電池的工作原理與傳統電池截然不同，它采用了燃料電池的思路。其核心優勢在于，它可以通過快速加注燃料來產生電能，而不需要像傳統電池那樣緩慢充電。該燃料電池使用液態鈉金屬作為能源，這是一種成本低廉且廣泛可得的材料，而空氣則是其另一種成分。通過一層固體陶瓷電解質，鈉離子可以與空氣中的氧氣發生反應，從而產生電能。

蔣業明教授表示，他們預計這一想法會被認為是非常瘋狂的。他說：“如果一個想法一開始聽起來并不瘋狂，那它可能就沒有你想象的那么具有革命性。幸運的是，大多數人都認為我是瘋了。”然而，正是這種看似瘋狂的想法，可能引領電動交通領域走向一個新的未來。

MIT的這項研究在《焦耳》雜志上發表了一篇論文，詳細介紹了這種鈉-空氣燃料電池的工作原理和潛在應用。論文的作者包括蔣業明教授和他的團隊成員，包括博士生凱倫·蘇加諾、蘇尼爾·邁爾、薩伊赫·甘蒂-阿格拉瓦爾等人。他們制作了兩個不同版本的實驗室規模原型，并進行了測試。

其中一種原型被稱為“H型”，它采用了垂直的玻璃管結構，內部設有中央的固體陶瓷電解質和多孔的空氣電極。隨著鈉燃料的逐漸消耗，反應不斷發生，為系統提供電能。另一種原型則被稱為“流體電池”，它采用了水平狀的反應室，有助于反應進行的多孔空氣電極固定在托盤底部，液態鈉燃料通過托盤中的電解質材料與空氣電極發生反應。

測試結果表明，在濕度可控的條件下，這種鈉-空氣燃料電池每千克的發電量可達1700瓦時，遠遠超過了目前電動汽車鋰離子電池的能量密度。這意味著，這種燃料電池有可能使電動飛機成為現實，并可能改變航空、鐵路和海運等行業的能源格局。

這種燃料電池還具有環保效益。其排放物是氧化鈉，這種化合物會迅速與空氣中的水分結合，生成氫氧化鈉。氫氧化鈉很容易與二氧化碳結合，形成固體物質碳酸鈉，進而形成碳酸氫鈉，也就是小蘇打。這種化合物可以幫助降低海水的酸度，并將二氧化碳以穩定的形式捕獲下來，從而抵消溫室氣體帶來的破壞性影響。

蔣業明教授表示，他們計劃將這種燃料電池應用于無人機上，并進行飛行測試。他們希望在未來幾年內，能夠將這種技術商業化，并廣泛應用于航空、鐵路和海運等領域。盡管這項技術還處于研發階段，但它已經展現了巨大的潛力和前景。