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可以储电也能产氢,更便宜的锌氢电池有望改变市场

2023-7-31 未解之谜网

锌电池制造成本低,而且不仅能用来储存电力,还可以产生氢气,储电效率 50%,产氢效率达 80%,预期寿命 10 年,有望成能源转型新星。

再生能源带来的挑战之一,就是储存太阳能、风力发电等间歇性能源电力,不然在没有阳光、没有风的时期,终究需要水力发电与燃气、燃煤等能源的帮忙,目前最常见的储电方式为锂离子电池系统,用来快速调度电力与平衡电网频率。

但现在德国团队 Zn2H2 正提出新方案,Zn-H2 计划的愿景是开发持久且耐用的电池,能用来储存长时间电力,团队瞄准锌离子电池。

研究人员的方案为锌离子电池,再添加碱性水电解质,与传统锂离子电池相比,锌更便宜,也更容易获得,钢、锌和氢氧化钾也都是能为全回收的材料,除此之外,团队开发的锌离子电池还有一项特色,能产生氢气。

能用金属锌的方式储存氢,需要时就能转换成电跟氢气,Fraunhofer IZM 博士 Robert Hahn 表示,充电时,水氧化成氧气,同时也将氧化锌还原成金属锌,放电过程中又会恢复成氧化锌,之后水再次被还原并释放出氢气 。

Hahn 表示,这是普通电池和氢源的独特组合,总电力存储效率为 50%,效率是电转气系统的两倍,也因为材料成本比锂电池低非常多,新技术有望成为一种具有商业吸引力的绿色储能替代方案。

团队也测试电池在充放电循环的效率和稳定性,目标年底前在测试装置建立示范装置,连接八个电池,每个电池的容量约为 12 V 和 50 Ah。之后 Fraunhofer IZM 也将负责设计示范单元、测试系统与实际的可靠度测试。

锌氢电池是世界首创,团队需要从头开始开发正确的测试环境,最终才能用准确度高又能用智慧控制来调整与最佳化整的参数。未来该电池也有许多挑战,目前的锌离子电池都尚未实现稳定的循环,锌电池也有枝晶生成的问题,最终也会影响电池寿命。

不过目前对单个电池的测试结果显示良好,无论是储存季节性的气候变动还是日常储存太阳能,便宜的催化剂预计能提供十年或更久的使用寿命。

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