鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:379次 | 2023年07月05日
海水電池能解決我們的儲能問題嗎?
據(jù)油價網(wǎng)報道,能源儲存的風(fēng)險與日俱增??紤]到歐洲、亞洲和美國的所有計劃都在大力新增可再生能源在發(fā)電組合中的數(shù)量,世界要能源儲存,而且迫切要廉價儲能。因此,儲能技術(shù)的突破已或多或少成為一種常態(tài)。這些最新的突破有望解決能源儲存的兩個挑戰(zhàn):價格和容量。
能源儲存通過使用海水而不是溶劑作為電池的電解質(zhì),溶劑比水貴得多,而且也不安全。
美國《科學(xué)日報》日前援引發(fā)表這個研究的美國俄勒岡州立大學(xué)化學(xué)工程師馮興興(音譯)的話說,“世界的能源需求在不斷上升,但開發(fā)具有高儲能密度和長循環(huán)壽命的下一代電化學(xué)儲能系統(tǒng)在技術(shù)上仍然具有挑戰(zhàn)性?!?/p>
他說,“使用水基傳導(dǎo)溶液劑作為電解質(zhì)的水電池是一種新興的、更安全的鋰離子電池替代品。但水系統(tǒng)的儲能密度相對較低,而且水會與鋰發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這進(jìn)一步阻礙了水電池的廣泛使用?!?/p>
為了解決能量密度的挑戰(zhàn),研究人員制作了一種全新的納米結(jié)構(gòu)合金作為他們的水電池的陽極。陽極由錳、鋅和其他金屬制成。馮興興說,鋅提高電池的儲能密度,因?yàn)樗梢赞D(zhuǎn)移兩倍于鋰的電荷。陽極的其他元素通過防止樹枝晶的形成來提高電池的安全性,樹枝晶往往會在過充電的鋰離子電池中形成,有時會導(dǎo)致自燃。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
由于世界各地的實(shí)驗(yàn)室在推動鋰離子以外的領(lǐng)域,德國科學(xué)家也在致力于水電池。然而,這個團(tuán)隊(duì)專注于鋅空氣電池,這種電池有很多優(yōu)點(diǎn),比如儲能密度和穩(wěn)定性,但不幸的是,它們不能充電。
或者至少它們現(xiàn)在還不能充電。
來自德國威斯特-威廉姆斯-明斯特大學(xué)的研究人員與來自我國和美國的科學(xué)家合作,開發(fā)了一種新的以海水為基礎(chǔ)的鋅空氣電池電解質(zhì),取代了通常使用的堿性溶液。他們還推出了一種以鋅鹽為基礎(chǔ)的陽極,使電池不僅可以充電,而且相當(dāng)耐用,有可能與鋰離子電池的化學(xué)成分相競爭。
這兩種電池都要更多的工作才能走出實(shí)驗(yàn)室并投入市場。因此,至少就目前而言,鋰離子技術(shù)的主導(dǎo)地位是確定無疑的。但是,假如繼續(xù)努力尋找更安全、或許更重要和更便宜的替代品,可能無法長期保證。
僅美國一個國家就計劃到2025年前將其能源儲存能力提高525%。儲存量已經(jīng)在快速新增:盡管疫情大流行肆虐,美國去年第三季度建立的能源儲存量比第二季度高出了240%。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
與此同時,目前的儲能能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以為電網(wǎng)供應(yīng)一兩個小時以上的電力,這使得它適合取代峰值發(fā)電廠,但對其他地方來說就不太合適了,尤其是用太陽能和風(fēng)能完全取代化石燃料。為此,電網(wǎng)要儲存足夠的電力以維持?jǐn)?shù)小時,以防天氣模式干擾太陽能和風(fēng)力發(fā)電場的發(fā)電,這是經(jīng)常發(fā)生的事情。
公用事業(yè)規(guī)模的儲存和電動汽車電池將幾乎一手決定可再生能源革命的命運(yùn)。太陽能和風(fēng)能技術(shù)成本的下降一直是好消息,但假如沒有能源儲存,長期而言這些日益下降的成本并沒有真正的意義。