中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》7月5日?qǐng)?bào)道，作為風(fēng)能等可再生能源儲(chǔ)電用的固定電源，“空氣電池”接近實(shí)用化。
由于電極材料價(jià)格便宜，根據(jù)類型的不同，空氣電池制造成本或降到鋰離子電池的十分之一以下。全世界正積極推進(jìn)空氣電池研發(fā)，期待達(dá)到加快脫碳的效果。
空氣電池是新一代蓄電池，其正極使用的是吸收空氣中的氧的材料，負(fù)極使用金屬等材料。放電時(shí)，金屬離子從負(fù)極向正極移動(dòng)，與從空氣中吸入的氧發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生電。而在充電過(guò)程中，則發(fā)生金屬離子與氧分離并從正極移動(dòng)到負(fù)極的反應(yīng)。
由于負(fù)極使用的材料是便宜的鐵和鋅，制造成本低。正極幾乎不需要容積，理論上，空氣電池在蓄電池中單位體積的電容量最大，但目前實(shí)際上還達(dá)不到鋰離子電池的一半。由于不能做得很小，其在容易確保較大安裝空間時(shí)的應(yīng)用備受關(guān)注。為推進(jìn)脫碳，風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源儲(chǔ)電用電池的需求是存在的。
空氣電池作為一次性電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。早先的空氣電池劣化嚴(yán)重，無(wú)法進(jìn)行充電。近年來(lái)，有關(guān)企業(yè)發(fā)現(xiàn)了能夠抑制劣化、反復(fù)充放電的材料，正在加速蓄電池研發(fā)。
今年2月，美國(guó)初創(chuàng)企業(yè)福姆能源公司宣布，將向佐治亞州的電力公司提供容量為1500兆瓦時(shí)的電力存儲(chǔ)設(shè)施，使用的是其獨(dú)立研發(fā)的“鐵空氣電池”。設(shè)施將用于可再生能源儲(chǔ)電，可存儲(chǔ)相當(dāng)于美國(guó)約4.5萬(wàn)戶普通家庭一天所用電量。
福姆能源公司還與明尼蘇達(dá)州的電力公司一起建造了150兆瓦時(shí)的實(shí)證用存儲(chǔ)設(shè)施。其目標(biāo)是，在電力公司從火力發(fā)電等轉(zhuǎn)向可再生能源之際，向其提供電力存儲(chǔ)設(shè)備。據(jù)稱，該公司研發(fā)的鐵空氣電池量產(chǎn)時(shí)的制造成本最終將達(dá)到每千瓦時(shí)（容量）20美元，不到鋰離子電池的十分之一。由于使用具有不燃性的電解質(zhì)，這種電池的安全性很高。
美國(guó)卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)2021年8月發(fā)布的制造成本估算數(shù)據(jù)顯示，鐵空氣電池成本約為每千瓦時(shí)25美元。這種電池在正極等方面還有進(jìn)一步降低成本的空間，在長(zhǎng)期儲(chǔ)能方面有發(fā)展前途。
日本初創(chuàng)公司科尼克斯系統(tǒng)公司（位于京都府精華町）正在研發(fā)一種新型鐵空氣電池，擬結(jié)合氫氧燃料電池的技術(shù)。公司設(shè)想將材料成本降至常規(guī)成本的十分之一以下，目標(biāo)是2025年發(fā)售，用于可再生能源儲(chǔ)電等領(lǐng)域。
利用各種電極材料的空氣電池的研發(fā)工作正在不斷推進(jìn)。加拿大初創(chuàng)企業(yè)鋅8能源解決方案公司正在研發(fā)使用鋅材料的“鋅空氣電池”。其可再生能源儲(chǔ)電等方面的實(shí)證實(shí)驗(yàn)將于2022年秋季在紐約市啟動(dòng)。公司將建造一個(gè)與太陽(yáng)能發(fā)電等相組合的1.5兆瓦時(shí)設(shè)施，為公寓樓供電。據(jù)稱，鋅空氣電池容量往往高于鐵空氣電池。該公司制造鋅空氣電池的成本為每千瓦時(shí)45美元，不到鋰離子電池的四分之一。
比利時(shí)初創(chuàng)公司AZA Battery將于2023年初開(kāi)始試生產(chǎn)空氣電池。其目標(biāo)是，于2026年開(kāi)始量產(chǎn)，在2027年實(shí)現(xiàn)1.2千兆瓦時(shí)的年產(chǎn)量。公司設(shè)想的制造成本為每千瓦時(shí)25至35美元。
日本FDK公司正在研發(fā)“氫空氣電池”。負(fù)極使用儲(chǔ)氫合金，通過(guò)讓氫與從正極吸入的氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電能。由于電解液不是具有可燃性的有機(jī)溶劑，安全性較高。公司正在進(jìn)行實(shí)證試驗(yàn)，目標(biāo)是在2023年向電力公司等提供樣品。據(jù)稱，制造成本正在估算中，最終將與鋰離子電池大致相同。公司還正在研發(fā)將含有價(jià)格較高的釕的正極催化劑用量減半等技術(shù)。
如果使用壽命足夠長(zhǎng)，空氣電池將可以應(yīng)用于無(wú)人機(jī)等各個(gè)領(lǐng)域。空氣電池現(xiàn)在主要用于可再生能源儲(chǔ)電，其應(yīng)用范圍可能會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，更輕的空氣電池的研發(fā)或?qū)⑷〉眠M(jìn)展。
