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    “空氣電池”研發競爭趨向白熱化

      據《日本經濟新聞》7月5日報道,作為風能等可再生能源儲電用的固定電源,“空氣電池”接近實用化。
      由于電極材料價格便宜,根據類型的不同,空氣電池制造成本或降到鋰離子電池的十分之一以下。全世界正積極推進空氣電池研發,期待達到加快脫碳的效果。
      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,負極使用金屬等材料。放電時,金屬離子從負極向正極移動,與從空氣中吸入的氧發生反應而產生電。而在充電過程中,則發生金屬離子與氧分離并從正極移動到負極的反應。
      由于負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,但目前實際上還達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的應用備受關注。為推進脫碳,風能和太陽能等可再生能源儲電用電池的需求是存在的。
      空氣電池作為一次性電池已經實現實用化。早先的空氣電池劣化嚴重,無法進行充電。近年來,有關企業發現了能夠抑制劣化、反復充放電的材料,正在加速蓄電池研發。
      今年2月,美國初創企業福姆能源公司宣布,將向佐治亞州的電力公司提供容量為1500兆瓦時的電力存儲設施,使用的是其獨立研發的“鐵空氣電池”。設施將用于可再生能源儲電,可存儲相當于美國約4.5萬戶普通家庭一天所用電量。
      福姆能源公司還與明尼蘇達州的電力公司一起建造了150兆瓦時的實證用存儲設施。其目標是,在電力公司從火力發電等轉向可再生能源之際,向其提供電力存儲設備。據稱,該公司研發的鐵空氣電池量產時的制造成本最終將達到每千瓦時(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,這種電池的安全性很高。
      美國卡內基-梅隆大學2021年8月發布的制造成本估算數據顯示,鐵空氣電池成本約為每千瓦時25美元。這種電池在正極等方面還有進一步降低成本的空間,在長期儲能方面有發展前途。
      日本初創公司科尼克斯系統公司(位于京都府精華町)正在研發一種新型鐵空氣電池,擬結合氫氧燃料電池的技術。公司設想將材料成本降至常規成本的十分之一以下,目標是2025年發售,用于可再生能源儲電等領域。
      利用各種電極材料的空氣電池的研發工作正在不斷推進。加拿大初創企業鋅8能源解決方案公司正在研發使用鋅材料的“鋅空氣電池”。其可再生能源儲電等方面的實證實驗將于2022年秋季在紐約市啟動。公司將建造一個與太陽能發電等相組合的1.5兆瓦時設施,為公寓樓供電。據稱,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45美元,不到鋰離子電池的四分之一。
      比利時初創公司AZA Battery將于2023年初開始試生產空氣電池。其目標是,于2026年開始量產,在2027年實現1.2千兆瓦時的年產量。公司設想的制造成本為每千瓦時25至35美元。
      日本FDK公司正在研發“氫空氣電池”。負極使用儲氫合金,通過讓氫與從正極吸入的氧發生反應產生電能。由于電解液不是具有可燃性的有機溶劑,安全性較高。公司正在進行實證試驗,目標是在2023年向電力公司等提供樣品。據稱,制造成本正在估算中,最終將與鋰離子電池大致相同。公司還正在研發將含有價格較高的釕的正極催化劑用量減半等技術。
      如果使用壽命足夠長,空氣電池將可以應用于無人機等各個領域??諝怆姵噩F在主要用于可再生能源儲電,其應用范圍可能會進一步擴大,更輕的空氣電池的研發或將取得進展。 
    “空氣電池”研發競爭趨向白熱化

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