寧波烯鋁新能源有限公司(簡稱“烯鋁公司”)作為中鋁集團旗下從事金屬空氣電池產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè),在本屆中國國際鋁工業(yè)展上首次隆重發(fā)布了三款產(chǎn)品:鋁燃料應急通信電源、便攜式鋁燃料應急電源、水電熱一體鋁燃料應急保障設備.三款產(chǎn)品響應國家能源的戰(zhàn)略需要,貼合特種和民用的應急、備用領域的迫切需求,電池性能顯著領先,在金屬空氣電池產(chǎn)業(yè)內(nèi)引起巨大反響.

隨著人類社會進步與發(fā)展,為避免傳統(tǒng)化石能源的過度消耗和二氧化碳溫室氣體排放等問題,對能源產(chǎn)業(yè)的升級以及清潔能源的使用日益受到大家關注.尤其是近年來,隨著新能源汽車、智能微電網(wǎng)及5G移動通訊等技術的快速發(fā)展,人類社會發(fā)展對電力能源的依賴程度越來越強,人類社會活動對電源需求以及經(jīng)濟性要求越來越高.然而,現(xiàn)有的燃油發(fā)電機組及各類化學電源(如鉛酸電池、鋰離子電池、氫燃料電池等)難以完全滿足人們對電源的安全性、經(jīng)濟性和長續(xù)航等多樣化需求.尤其在應急電源環(huán)境污染、重大災害水電熱應急保障、動力電池續(xù)航時間短、戰(zhàn)時供電安全與戰(zhàn)略替代能源等特種和民用的痛點難題上,傳統(tǒng)能源體系難以提供合適的電源解決方案.

金屬空氣電池,又稱為金屬空氣燃料電池或金屬燃料電池,是一種將鎂、鋁等輕金屬為燃料的化學能直接轉化為電能的發(fā)電/儲能裝置.它具有比能量密度高、成本低、安全性高、低熱輻射、低噪音、儲存時間久、放電壽命長、適配溫度范圍寬、資源豐富及綠色無污染等優(yōu)勢;尤其是比能量密度遠高于其它傳統(tǒng)電池,其中鋁的理論能量密度可達8140瓦時/公斤,是當前商業(yè)化鋰離子電池的數(shù)十倍,因此,被稱為“面向21世紀的綠色能源”.

鑒于金屬空氣電池具有的上述優(yōu)點,其作為應急、備用電源非常適合用于解決特種和民用的某些場景的痛點難題.金屬空氣電池已明確被國家列入《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,還被列入《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》中,可望實現(xiàn)在電動汽車、智能微電網(wǎng)、通訊基站與應急救災等領域的規(guī)模應用.

為此,中鋁集團積極響應國家能源技術革命的號召,主動開展戰(zhàn)略新能源新材料的技術研究開發(fā)和項目投資合作,通過產(chǎn)學研結合的創(chuàng)新活動提供貼合產(chǎn)業(yè)需求的能源解決方案,引領能源技術革命新趨勢,推動中國金屬空氣電池事業(yè)向前發(fā)展,為解決特種和民用的應急備用電源的痛點難題貢獻力量.

烯鋁公司是中鋁集團下屬企業(yè),由中鋁創(chuàng)新開發(fā)投資有限公司(簡稱“中鋁開投”)于2019年3月出資成立.烯鋁公司與中鋁中央研究院東南分院、中科院寧波材料所、浙江省石墨烯制造業(yè)創(chuàng)新中心緊密合作,擁有石墨烯空氣電極技術、鋁陽極技術、電源及系統(tǒng)集成控制技術,開展高性能石墨烯基鋁燃料電池技術的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化工作,旨在實現(xiàn)鋁燃料電源系統(tǒng)在通信基站、應急救災和特種應急保障能源等領域的示范運行和規(guī)模應用.

烯鋁公司創(chuàng)業(yè)技術團隊在研發(fā)過程中,突破了鋁燃料電池的諸多技術瓶頸,如氧催化劑活性不高、空氣陰極極化電阻較大、鋁陽極自腐蝕嚴重、熱失控及難以二次啟動等.在鋁合金電極制備方面提出多元合金化結合微觀組織結構調控的全新設計思路,降低了自腐蝕速率,同時提高了鋁電極的電化學腐蝕電位的電負性,大幅度提升了鋁陽極的燃料利用率;在空氣陰極制備方面充分利用石墨烯材料的導電、導熱及協(xié)同催化等優(yōu)點,大幅度降低了電池的歐姆極化電阻及反應過電位,顯著提升了電池的功率輸出性能;在電池堆模塊結構設計方面,巧妙地采用散熱件與集流件一體化技術,攻克了鋁燃料電池實用化過程中的熱逃逸難題;在電源系統(tǒng)集成方面,大膽創(chuàng)新的提出流場、溫度場及控制信息流的實時多向聯(lián)動的電源管理系統(tǒng)的架構設計,突破了免清洗和無水冷系統(tǒng)的集成技術瓶頸,集成方案國內(nèi)領先,為國內(nèi)外首創(chuàng).

目前,烯鋁公司批量生產(chǎn)的核心部件性能比同類產(chǎn)品性能高出兩倍以上,如輸出功率密度、電解液消耗量及單位鋁合金發(fā)電量等;并已成功開發(fā)鋁燃料應急電源、便攜式鋁燃料應急電源及水電熱一體鋁燃料應急保障設備三大系列產(chǎn)品.

-鋁燃料應急電源系列標準產(chǎn)品為3kW功率輸出的電源系統(tǒng),并可根據(jù)客戶需求實現(xiàn)模塊化擴展至4.5kW、6kW、10kW、12kW及以上等系列產(chǎn)品.主要針對傳統(tǒng)通信基站鉛酸電池重量體積大、備電時間短和使用壽命短,燃機發(fā)電機組噪音擾民、5G基站擴容難等痛點研制.在相同情況下,備電時間將延遲2倍以上,可應用于全國198萬余通信基站及其它通信系統(tǒng)的備用電源.

-便攜式鋁燃料應急電源系列產(chǎn)品,主要針對野營、野戰(zhàn)分隊、救援分隊等野外供電難、隱蔽難等問題而研制,具有體積小、重量輕、便于攜帶、噪音/紅外特征低等優(yōu)點.可解決“電從哪來”的問題,只要有水便能供電,一般滿載連續(xù)供電10小時以上,且可快速更換鋁燃料實現(xiàn)超出時間連續(xù)供電.

-水電熱一體鋁燃料應急保障設備系列產(chǎn)品,主要解決駐訓、野外勘探、應急救援、戰(zhàn)時應急保障等無市電情況下的水電熱保障難題.產(chǎn)品使用普通水源(包括河水、雨水等)便能實現(xiàn)供電、供水和供熱功能,通過一體化便攜設備、方艙等解決野外、災區(qū)安置點或城市避難所等不同場景的供電、供水、供熱需求.