電極材料采用廉價豐富的鈉和錳,同時采用水性電解液,這就更安全,更便宜,勝過鋰離子電池使用的有機電解液。
阿奎昂能源公司(Aquion Energy)這家公司正在制作低成本電池,用于大規模電力儲存,公司已選定首所工廠的場地,而且表示,已籌得所需融資,用于建廠。
電池制備:阿奎昂能源公司最近宣布,計劃改造這所工廠,這所工廠以前生產索尼電視,改造后要制造大型電池,用于太陽能發電廠。
來源:麻省理工科技創業
這家公司希望,它的新穎的電池技術,可以讓全球14億沒有通電的人用上電,而且無需接通電網。
阿奎昂公司工廠的這一場地,很空曠,是原先的索尼(Sony)電視機廠,就在匹茲堡(Pittsburgh)附近。最初的生產能力是每年“數百”兆瓦時的電池,這家公司并不想具體說明。它也沒有說籌集到多少資金,以及從何處籌來,只是提到,有一些來自賓夕法尼亞州(Pennsylvania),而且有500萬美元形式上是研發補助金,來自聯邦政府。
預計會首先用于像印度這樣的國家,那里有數億人處于大城市以外的社區,沒有接通電網,也沒有任何可靠的其他電源。這些社區大多使用柴油發電機供電,但是,石油價格高,太陽能電池板價格低,因此,某些情況下,安裝太陽能更便宜。
為了存儲白天發的電,供夜間使用,這些社區就需要電池系統,要能夠處理任何級別的用電,從幾十千瓦時到幾兆瓦時都可以,阿奎昂公司首席執行官斯科特•皮爾森(Scott Pearson)說。這種系統就不必要使用長距離輸電線路,因為采取大致相同的方式,手機發射塔使這些社區用上了手機通信服務,而且是在他們有地面線路之前。
最終,阿奎昂公司計劃,把大量電池賣給一些有電網的國家。在需求高峰時期,它們可以供電,彌補電力波動,大型風電場和太陽能電廠都會使電網產生波動。這些應用需要幾十到幾百千兆瓦時的儲存值,以給它們供電。阿奎昂公司需要提高生產能力。要與天然氣發電廠競爭,尤其是在美國,天然氣非常便宜,這就意味著,要等到規模經濟把成本降下來。
這家公司表示,它最初希望生產的電池在每千瓦時300美元以下,遠遠低于傳統的鋰離子電池(lithium-ion batteries)。鉛酸蓄電池(Lead-acid batteries)比阿奎昂公司的電池更便宜,但它們只能使用兩年或三年。阿奎昂公司的電池可充電5000次,而且可持續使用十多年,這樣的使用情況是,每天充電一次。到目前為止,這家公司測試電池已有幾年了。
杰伊•惠特克(Jay Whitacre)是卡內基-梅隆大學(Carnegie Mellon University)材料科學與工程教授,他開發了阿奎恩公司的技術,并創辦了這家公司,他說,成本需要下降到低于每千瓦時200美元,才能進行并網應用。要降低到這個價格,而且生產能力要達到千兆瓦時的規模,“這需要很長的時間,”他說。“但是,你必須從某個地方開始。”
惠特克開發這些電池,低成本和耐久性是一開始就考慮的。尋找潛在的電極材料時,他局限于廉價、豐富的元素,最后選定了鈉(sodium)和錳(manganese)。他也選擇了水性電解液,這就更安全,更便宜,勝過鋰離子電池使用的有機電解液。反過來,這又讓他可以用廉價的生產設備進行制造。為了降低成本,公司制作電池時使用的設備,通常都用于生產食品或阿司匹林。賓夕法尼亞州的工廠建設即將開始,第一階段預計明年完工。
“有些論文提出新的電池材料,看起來很好,直到你看到限制性條件,了解到它們如何制作,”惠特克說。“我們從一開始就專注于制作技術。”
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