在电动交通领域，传统锂电池的能量储存能力已接近其物理极限，这对飞机、火车和轮船等大型耗能设备的发展构成了严峻挑战。然而，麻省理工学院（MIT）的一项新研究可能即将带来突破性进展。

蒋业明教授是台湾人，现为美国工程院院士，曾研究出用铝、铌、锆等金属做正极的超级锂电池，并创办了多家具有影响力的能源科技公司。他领导的团队在《焦耳》杂志上发表了一篇题为《用于高能量密度和低成本电力的钠-空气燃料电池》的论文，详细介绍了这一创新成果。

论文的作者包括蒋业明教授和他的5位同事，以及博士生凯伦·苏加诺、苏尼尔·迈尔和萨伊赫·甘蒂-阿格拉瓦尔等人。他们提出的新设计摒弃了传统电池，采用了燃料电池的思路，能够快速加注燃料产生电能，而非缓慢充电。

这种钠-空气燃料电池使用液态钠金属作为能源，这是一种成本低廉且广泛可得的材料，空气则是另一种成分。电池内部设有一层固体陶瓷电解质，有助于钠离子的移动，而空气一侧的特殊电极则会引发反应产生电能。

蒋业明教授表示，他们预计这一想法会被认为非常疯狂。然而，正是这种看似疯狂的想法，才更有可能带来革命性的突破。他说：“如果一个想法一开始听起来并不疯狂，那它可能也就没有你想象的那么具有革命性。”

MIT的燃料电池具有两个独立的腔室，一个装有液态钠金属，另一个充满空气。钠原子通过固体陶瓷电解质屏障与空气中的氧气反应，产生电能。该系统设想使用可重复填充的密封容器装载液态钠金属，耗尽时送回补给站重新装填。

该团队制作的实验室规模原型有两种版本，一种是“H型”，采用垂直玻璃管结构；另一种是“流体电池”，其多孔空气电极固定在托盘底部，反应室呈水平状。测试表明，在湿度可控条件下，该系统每千克的发电量可达1700瓦时，远超电动汽车锂离子电池的能量密度。

由于钠在约98摄氏度时会变成液体，这些装置在110至130摄氏度的中等温度下运行，这种温度对于在飞机或船上使用是可行的。空气湿度对于电化学反应的效率至关重要，这使得放电产物能够以液态形式存在，并通过空气流动轻松清除。

研究人员设想，在飞机上像堆叠托盘一样堆叠燃料电池。这些电池在提供电力时会产生氧化钠作为副产品，这种化合物会迅速与空气中的水分结合，生成氢氧化钠，进而形成碳酸氢钠（小苏打）。这一过程能够捕获二氧化碳，降低海水的酸度，带来环境效益。

德国吉森大学物理化学研究所的教授尤尔根·詹克认为，这是一个颇具创意的电池设计理念。他强调，钠金属的化学活性极高，与锂金属一样，如果接触到水分就会燃烧。然而，蒋业明教授表示，这种新型燃料电池经过精心设计，能够降低失控反应的风险。

为了将这一研究商业化，研究团队成员成立了Propel Aero公司，并入驻MIT创业孵化器The Engine。该项目获得了美国能源部高级研究计划局、突破能源联盟和美国国家科学基金会的支持。接下来的步骤是提高电池的性能和能量密度，并开始设计小型系统。

团队计划先制造一个砖头大小的燃料电池，提供约1000瓦时电量，为大型无人机提供动力。他们希望在明年内准备好这样一个演示产品。虽然这项技术还处于研发阶段，距离大规模商业应用还有距离，但它展现了未来十年电动航空发展的重要潜力。