新能源：工業革命的雷管

說起引發工業革命的新能源，我們常常會想到“可控核聚變”。這種人造太陽可以釋放氫核內部的能量，讓人類獲得幾乎無限的清潔能源。但事實上，當一個無限供能的聚變電站建立后，輸電和儲能就成了制約產業發展的“卡脖子”問題。

電動汽車是一個很好的例子。早在1881年，法國工程師古斯塔夫·特魯夫就發明了首輛使用可充電鉛酸電池的電動汽車，比卡爾·本茨發明的燃油車還早九年。但受限于鉛酸電池的能量密度低（約30～40Wh/kg）、重量大，續航里程短（通常不足100千米），很快被市場淘汰。直到1980年代鋰離子電池出現，電動車才重新回到工程師們的視野。

電動車商業化的能量臨界點大約是200Wh/kg（續航里程約400千米）。2000年初期，電池能量密度約為100～150Wh/kg，此時電動汽車的嘗試（如通用EV1）大部分胎死腹中。大約2015年前后，三元鋰電池（NCM/NCA）突破了臨界點，“新能源汽車”（如特斯拉Model S）才成為時代的新寵兒。目前，寧德時代、清陶能源等公司已規劃第三代全固態電池（能量密度超500Wh/kg），預計2026—2027年量產，試圖徹底解決電動汽車的安全問題和里程焦慮。

由此，一項儲能技術的突破，改變了數十億人的出行方式，帶動了數千億規模的市場，塑造了一個時代的交通圖景。

交通是工業的血管，能源是工業的心臟。從蒸汽機車開始，每場工業革命都在能源領域率先突破，以交通奏響號角，再蔓延到軍事、農業和第三產業。從這個意義上看，新能源可謂是引爆工業革命的雷管。

然而，無論是鉛酸電池還是三元鋰電池，它們歸根到底都是化學能源。經過幾十年的研究，它們的儲能密度已經漸漸接近理論極限。但人類的野心是永無止境的：我們想從家里坐上飛車直入太空；我們想在國慶假期內往返火星旅游；我們還想要永遠不會沒電的手機、永遠不用加油的汽車，從空氣里直接合成糧食，把淡化的海水澆遍撒哈拉……

如果把化學電池換成核電池，這一切可能發生嗎？

不妨看一下各種儲能物質的“能量天梯[1]”。

很顯然，哪怕最普通的核電池，也比最強的固態鋰電池“高到不知哪里去了”。而且，核電池是很成熟的技術，在1976年發射的“旅行者”號探測器上就有钚238同位素電池，但它可不能直接裝到你的車里——它具有放射性且危險、昂貴。用它做電池等于在身體和車貸兩方面的慢性自殺。至于用核裂變、核聚變反應堆當電池，那就更困難了——沒人想把一臺“托卡馬克”裝置塞進車里！

核反應太危險，化學電池又不夠看。于是，工程師們把目光投向介于“化學反應”和“核反應”之間的過渡區域，找到了一種潛力驚人的超級儲能材料——核同質異能素。它的能量密度可達鋰電池的50萬倍。