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鐵-空氣電池儲(chǔ)能技術(shù)可以極大改善電網(wǎng)儲(chǔ)能

時(shí)間:2022-12-29 09:58來源:中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟作者:中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)

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與鋰離子電池相比，鐵-空氣電池具有“可逆生銹”循環(huán)，能量密度更高，成本更低等優(yōu)點(diǎn)。

一家美國公司正在設(shè)計(jì)一種大型電池，該公司表示，與鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)相比，這種電池可以幫助美國電力部門實(shí)現(xiàn)更廉價(jià)的脫碳，而且是用國內(nèi)材料。

這個(gè)被稱為“鐵-空氣電池”的概念給美國專家留下了深刻印象。與目前的鋰離子電池需要昂貴的材料（主要來自其他國家，如鋰、鈷、鎳和石墨）不同，擬議的電池使用廣泛可用的金屬鐵來儲(chǔ)存電力。

它的工作原理被科學(xué)家稱為“可逆生銹”。鐵的低成本和高可用性可以讓鐵-空氣電池在太陽能和風(fēng)力發(fā)電量低的時(shí)期儲(chǔ)存數(shù)天的電力。Form Energy公司正在設(shè)計(jì)這樣一種鐵-空氣電池，該公司位于馬薩諸塞州，由一名前特斯拉股份有限公司高管共同經(jīng)營。

阿貢國家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能研究聯(lián)合中心（the Joint Center for Energy Storage Research at Argonne National Laboratory）主任喬治·克雷伯特里（George Crabtree）表示，盡管鐵-空氣電池在20世紀(jì)70年代初首次被研究用于電動(dòng)汽車等應(yīng)用，但最近的研究表明，它可能是擴(kuò)大國家未來公共事業(yè)綠色電力供應(yīng)的“主要競爭者”。

用于汽車和公用事業(yè)規(guī)模儲(chǔ)能的鋰離子電池，放電時(shí)間約為4小時(shí)。容量更大的鐵-空氣電池可以儲(chǔ)能并放電長達(dá)100小時(shí)，為公用事業(yè)提供4天的電力，以彌補(bǔ)美國電網(wǎng)中可能出現(xiàn)的可再生能源缺口。

物理學(xué)家克拉布特里（Crabtree）預(yù)測，鐵-空氣電池還將有助于美國工業(yè)運(yùn)營的脫碳，并支持國防部更多依賴可再生能源的計(jì)劃。

Crabtree指出，雖然美國研究人員在1970年幫助發(fā)明了鋰離子電池，但它直到1991年才進(jìn)入市場。日本索尼集團(tuán)（Sony Group Corp.）是第一家銷售這種電池的公司。此后，總部位于中國的公司占據(jù)了領(lǐng)先地位，并繼續(xù)主導(dǎo)世界鋰離子電池市場。

Form Energy誕生于2017年。它是由兩家較小的美國儲(chǔ)能公司合并而成的，其中一家由特斯拉的前高管馬特奧-賈拉米洛(Mateo Jaramillo)領(lǐng)導(dǎo)。

兩位聯(lián)合創(chuàng)始人的共同愿景是，即通過創(chuàng)造一類新的低成本多日儲(chǔ)能電池來重塑全球電力系統(tǒng)。他們開始測試幾種不同的化學(xué)物質(zhì)，以制造一種有競爭力的國產(chǎn)電池。

他們選擇了鐵-空氣電池，該電池包括一塊鐵板、一種水基電解質(zhì)和一種將受控氣流送入電池的薄膜。放電時(shí)，電池吸入空氣中的氧氣，并將金屬鐵轉(zhuǎn)化為鐵銹。充電時(shí)，電流將鐵銹轉(zhuǎn)化為鐵，電池則放出氧氣。

自成立以來，該公司已從投資者那里籌集了8.32億美元，其中包括比爾·蓋茨的突破能源風(fēng)險(xiǎn)投資公司（Breakthrough Energy Ventures）和總部位于盧森堡的跨國鋼鐵公司安賽樂米塔爾（Arcelor Mittal SA）。

自2021年以來，F(xiàn)orm Energy已簽署合同，為兩家公用事業(yè)公司建造電池儲(chǔ)能設(shè)施。一家是南方公司（Southern Co.）最大的子公司喬治亞電力公司（Georgia Power Co.），另一家是明尼蘇達(dá)州第二大電力公司Great River Energy，為電力合作社供電。

Form Energy正與安賽樂米塔爾（ArcelorMittal）合作開發(fā)鐵材料，該鋼鐵公司將向Form Energy公司提供這些材料。這家電池公司拒絕透露它將在什么時(shí)候宣布建造其第一家工廠，或者它將在哪里。他的公司的執(zhí)行團(tuán)隊(duì)包括首席科學(xué)官、在麻省理工學(xué)院任教的材料專家蔣明明（Yet-Ming Chiang），他擁有100多項(xiàng)美國專利。

據(jù)Form Energy公司稱，最初的儲(chǔ)能電池大約有相當(dāng)于家用洗衣機(jī)和烘干機(jī)的組合那么大，對(duì)于汽車來說太大太重，但它可以取代鋰離子電池用于公用事業(yè)規(guī)模的儲(chǔ)能，因?yàn)樗某杀局挥惺种唬胰萘恳矔?huì)大得多。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：儲(chǔ)能鐵-空氣電池

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