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

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》