鋅氧空氣電池會改變發電儲能嗎?
2020-11-30 網易科技
網易科技訊10月4日消息，據國外媒體報導，清潔能源發電需要解決的重要問題是儲能。科學家在不斷降低電池的儲能成本，而鋅氧空氣電池似乎是未來的發展方向。
在過去六年中，非洲和亞洲的110個村莊從太陽能板和鋅氧空氣電池獲得電力。這種電池是NantEnergy所開發的一種創新儲能系統的重要組成部分。而NantEnergy是一家南非生物技術企業家、外科醫生Patrick Soon-Shiong所擁有的公司。
100年前，託馬斯·愛迪生(Thomas Edison)曾試圖開發用鋅製成的電池。但他沒有弄清楚如何使它們在技術上可行。NantEnergy表示，他們的鋅氧空氣電池是第一款實現商業化的電池。
NantEnergy的科學家們表示，他們已經實現了兩個關鍵目標:使電池可充電，並將儲能成本降低到每千瓦時100美元。一些業內人士說，這個數字對於建立一個清潔電網至關重要，整個系統即便在太陽下山、風力減弱的情況下也能運行。
鋅氧空氣電池是鋰離子電池的幾種潛在替代品之一。到目前為止，鋰離子電池一直是大規模儲能和電動汽車的重要組成。
鋅的市場來源是什麼?
Patrick Soon-Shiong的公司從印尼進口鋅。南加州大學(University of Southern California)化學教授斯裡R納拉揚(Sri R. Narayan)說，美國的鋅儲量約佔全球的5%，產量佔全球的7%，其中大部分來自阿拉斯加的礦山。而澳大利亞和中國的鋅儲量約佔全球的一半，是全球最大的鋅生產國之一。
納拉揚指出，鋰是鋰離子電池的主要成分，其儲量只有鋅的二十分之一，但他補充說鋅的儲量也不樂觀。他表示:「以目前鋅礦的生產速度，鋅儲量可供全世界使用約25年。因此，目前還不清楚我們是否有足夠的鋅來滿足全世界電網規模化電池組的巨大需求。」
像鋰這樣的材料之所以昂貴，部分原因是它們很稀有。在鋰資源豐富的地區，如剛果民主共和國，鋰礦開採也威脅到了工人的健康和安全。長時間接觸鋰會對健康造成影響，比如肺部積液。鋰離子電池也會引發火災。
根據麻省理工學院技術評論的說法，鋅氧空氣電池不存在有毒化合物，不易燃，可以進行安全處理。不過，鋅的開採和加工確實存在一定危險。納拉延博士說，它來自於一種由硫化鋅組成的礦石，通常與鉛、鎘和鎳一起生產，大規模生產可能會有二氧化硫和鎘蒸氣釋放帶來的潛在環境問題。
鋅氧空氣電池的儲能成本是多少?
柯林頓政府負責能源事務的助理國務卿丹•賴徹(Dan Reicher)提醒說，電池每千瓦時的成本取決於應用和規模，因此很難進行比較。
NantEnergy說儲能成本是每千瓦時100美元。相比之下，南佛羅裡達大學清潔能源中心主任、大學教授Yogi Goswami指出，鋰離子電池的儲能成本最低為每千瓦時250美元，但通常為每千瓦時300美元至400美元。
即使以每千瓦時100美元的價格計算，對公用事業行業來說，儲能仍是一項巨大的支出。當然，目前儲能電池的價格一直在急劇下降，預計在未來幾年內將與民用太陽能電池板一樣普遍。
這些電池能夠用於家庭或行動裝置嗎?
NantEnergy表示，他們目前的工作重點是為微電網提供產品。其主要是小範圍的獨立太陽能電池陣列，而不是面向個人住宅用戶或公用事業規模的系統。但該公司預計未來將在加州和紐約供應家用電池。
使用這種電池的村莊和島嶼通常將公文包大小的單個電池連接到太陽能電池陣列上。此外，這種電池還為數百座通信塔提供電力，這是NantEnergy業務的重要組成部分。對於產品的下一步發展，該公司計劃增加針對電動汽車、公共汽車、火車和摩託車等交通工具的儲能電池。
除此之外呢?「我們有了第一個移動通信發射塔的原型，」 Patrick Soon-Shiong說。「我們不想過分承諾，但我們電池的儲能能力將使這成為可能。」
「我們將把注意力轉向這個市場，」他補充道。「規模很大，但對我們來說可能是2020年。」（晗冰）
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降低電池儲能成本 鋅氧空氣電池或成未來發展方向
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鋅空氣電池的分類_鋅空氣電池壽命
鋅空氣電池壽命 美國EOS儲能公司聲稱開發的鋅空氣電池可實現2700次循環充放電。僅從充放電次數來看，這一技術遠超其競爭對手，大大延長了電池壽命。 鋅空氣電池又稱鋅氧電池，是金屬空氣電池的一種。用活性炭吸附空氣中的氧作為正極活性物質，以鋅為負極。理論上說，只要有充分的鋅和電解液，就可以不斷工作下去，不受電池體積的影響。而且，鋅空氣電池安全、環保，吸引了很多開發者的關注。 但是，由於受結構等因素限制，循環充放電次數少一直是鋅空氣電池的致命弱點。 -
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鋅空氣電池原理及應用
鋅空氣電池 鋅空氣電池（ zinc air battery），用活性炭吸附空氣中的氧或純氧作為正極活性物質，以鋅為負極，以氯化銨或苛性鹼溶液為電解質的一種原電池。又稱鋅氧電池。分為中性和鹼性兩個體系的鋅空氣電池，分別用字母A和P表示，其後再用數字表示電池的型號。 -
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近年來，可充電鋅空氣電池在國外得到了重視，其特有的比能量大、體積小、成本低、易維護的特徵，不僅在商業領域擁有巨大的市場空間，在軍事領域也有很大的應用需求。鋅空氣電池已經逐漸走入人們的視野，突破鋅空氣電池的技術瓶頸無疑會掀起新一輪的能源革命。隨著社會的快速發展，製造業對資源、能源的需求急劇增加。 -
新型鋅空氣電池有望成為未來新儲能技術!
世界各地的科學家都在尋找後鋰存儲技術，而鋅空氣電池就是一個有趣的選擇。紐約州已籤署一項協議，從加拿大公司Zinc8 Energy Storage採購新的100 kW ／ 1 MWh鋅空氣電池。該儲能設備將安裝在紐約西部一個尚未確定的站點的儀表後方，該站點可以從硬體中受益，例如「市政大樓或大學校園或大學中的大樓」。Zinc8的執行長認為該系統可能在未來幾年內升級到1 MW的功率。 -
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鋅空氣電池的特點_鋅空氣電池發展現狀-電子發燒友網
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電池之爭 鋅空氣電池比鋰電池強在哪兒
不過，不少人對鋅空氣電池的概念還是感到陌生。所謂鋅空氣電池(zincairbattery)，又稱鋅氧電池，主要是利用活性炭吸附空氣中的氧或純氧，來作為正極活性物質；而以鋅作為負極，以氯化銨或苛性鹼溶液作為為電解質的一種原電池。 事實上，鋅空氣電池的發明已有100多年的歷史，最早是應用於鐵路信號燈等電源之上。與傳統電池相比，鋅空氣電池最大的特點就是綠色環保。 -
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所以，今天的空氣發電，也不再是神話傳說。自然能環島發電空氣儲能系列，被事實所證明這是一個革命的創新成果，將改變諸多對於空氣不能發電的質疑，是中國人對世界清潔能源替代能源的貢獻。 祥天控股(集團)有限公司，是一家以自然能源為核心，「空氣動力」機械高端製造，研發生產銷售服務，項目投資管理，貨物技術進出口等集團化綜合性企業。 -
鋅-空氣電池:三段式方法可徹底改變可充電性
雪梨大學的研究人員拿出了一個可充電的鋅空氣電池。 雪梨大學的研究人員已經找到了解決阻礙鋅空氣電池取代傳統鋰離子電池成為電子設備電源的最大障礙之一的方法。 鋅空氣電池是由空氣中的鋅、金屬和氧氣提供動力的電池。由於全球豐富的鋅金屬，這種電池的生產成本比鋰離子電池低得多，而且能儲存更多的能量(理論上比鋰離子電池多5倍)，更安全，更環保。 -
高效單原子Fe基催化劑用於鋅-空氣電池研究獲進展
水分解、燃料電池、金屬-空氣電池等高效、低成本能量存儲與轉換技術的開發已成為研究的前沿領域。其中，鋅-空氣電池使用水系電解液具有低成本、安全、環境友好的優勢，理論能量高達1084 Wh/kg，有望成為新一代儲能設備。 -
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美國第一個長期液體空氣儲能項目預計與鋰離子電池儲能形成競爭並在儲能市場立足。為了解決地區的能源傳輸問題，兩家公司計劃在佛蒙特州北部建立美國首個完全基於液態空氣技術的長期儲能系統。這一擬議的項目大小至少是50 MW，它將提供超過8小時的儲能，幫助將可再生能源整合到電網中，並確保在風暴和其他威脅下的可靠性。 -
【技術前沿】一種可充電鋅空氣電池
復旦大學材料科學系青年研究員王飛團隊通過國際合作開發了一種可充電鋅空氣電池。日前，相關研究成果發表於《科學》。 -
浙江師範大學在高功率密度可充電鋅空氣電池研究取得重要進展
隨著能源應用需求的快速增長，人們對移動和可攜式的下一代先進儲能設備提出了更多的要求。鋅-空氣電池為大規模儲能提供了可能的解決方案，其理論能量密度非常高，是現有鋰離子技術的五倍。然而，當前鋅-空氣電池的功率密度低，極大阻礙其大規模應用。這主要受到了鋅空電池空氣電極上的氧還原反應（ORR）效率的限制。為了進一步提高其功率密度，需要調控電催化劑的納米結構與活性位點以提高空氣電極中氣體 （O2）/固體（催化劑）/液體（電解質）三相界面處ORR的反應效率。具體而言，需要設計有利的納米結構，提供連續的氣體擴散通道，持續向活性位點提供O2；設計改善催化劑的每個位點的本徵催化活性。