時間:2022-09-21 瀏覽:1819次
在日本政府的《能源基本計劃》中,2030年度太陽能發電和風力發電等的可再生能源的電力構成比預計為36~38%。然而,如果要將發電量隨自然條件變化而波動的可再生能源作為主力電源,必須使用蓄電池(二次電池)調平供電,因此,迫切需要開發出一種創新型儲能技術。
“鋅基儲能技術”的利用示意圖
夏普此次開發的“流動式鋅空氣電池”技術以鋅為儲能材料,其結構特征在于負責蓄電池充放電的電池和負責儲能的儲存單元相互獨立。通過使用豐富且廉價的鋅,以及通過增加儲存單元的尺寸實現大容量,使得實現低成本且大容量的蓄電池成為可能。此外,由于電解液使用了水性液體,因此也確保了高度的安全性。
為了實現碳中和,夏普提出“到2050年公司活動中產生的溫室氣體凈排放量為零”的環境愿景,并正在朝著到2035年減排60%(與2021年度相比)的目標而努力。將該技術用于辦公室和工廠的自用電,以及發電廠和微電網中的分布式儲能等,將在促進可再生能源普及的同時,為實現碳中和作出貢獻。
■基本結構與儲能原理
“流動式鋅空氣電池”是一種利用空氣中的氧氣進行充放電的空氣電池,利用鋅(Zn)作為儲存電力的材料(儲能材料)。該電池由一個電池和一個儲存單元組成。其中,電池采用一般蓄電池的基本配置,負責充放電;儲存單元使用流動式的方法,負責存儲在充電完成后的鋅。
充電時,氧化鋅(ZnO)在化學轉變為鋅時儲存電子;放電時,由于與空氣中的氧氣發生作用,鋅返回氧化鋅時,會釋放它所儲存的電子,從而可以提取電力。
利用氧化鋅和鋅的這種變化循環,可以用作能夠反復充放電的蓄電池。
“流動式鋅空氣電池”示意圖
■技術優勢
?由于使用廉價的鋅作為儲能材料,因此可以降低成本
目前,利用鋰作為儲能材料的蓄電池為主流,但只有有限幾個國家能生產和精煉鋰,因此鋰的價格十分昂貴,而且還存在供需緊張的風險。與之相比,許多地區都可以生產和精煉鋅,因此鋅不僅價格便宜,而且供需穩定。
?由于采用流動式方法,因此易于實現大容量
在流動式方法中,由于電池和儲存單元相互獨立,因此通過增加儲存單元的尺寸可以很容易地實現大容量。此外,原理上,由于儲存單元的成本低于電池的成本,因此結合利用廉價的鋅,可用作低成本且大容量的蓄電池。
?使用水性電解液,安全性高
由于浸泡鋅的電解液使用水性液體,因此著火的可能性極低,與使用有機溶劑(非水性)的蓄電池相比,安全性更高。
文章轉自微信公眾號《AIpatent 前沿研發信息介紹平臺》
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