據(jù)國外媒體報(bào)道，清潔能源發(fā)電需要解決的重要問題是儲(chǔ)能?？茖W(xué)家在不斷降低電池的儲(chǔ)能成本，而鋅氧空氣電池似乎是未來的發(fā)展方向。
在過去六年中，非洲和亞洲的110個(gè)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(fā)的一種創(chuàng)新儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部分。而NantEnergy是一家南非生物技術(shù)企業(yè)家、外科醫(yī)生Patrick Soon-Shiong所擁有的公司。
100年前，托馬斯·愛迪生（Thomas Edison）曾試圖開發(fā)用鋅制成的電池。但他沒有弄清楚如何使它們在技術(shù)上可行。NantEnergy表示，他們的鋅氧空氣電池是第一款實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的電池。
NantEnergy的科學(xué)家們表示，他們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)：使電池可充電，并將儲(chǔ)能成本降低到每千瓦時(shí)100美元。一些業(yè)內(nèi)人士說，這個(gè)數(shù)字對于建立一個(gè)清潔電網(wǎng)至關(guān)重要，整個(gè)系統(tǒng)即便在太陽下山、風(fēng)力減弱的情況下也能運(yùn)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(guī)模儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車的重要組成。
鋅的市場來源是什么？
Patrick Soon-Shiong的公司從印尼進(jìn)口鋅。南加州大學(xué)（University of Southern California）化學(xué)教授斯里R納拉揚(yáng)（Sri R. Narayan）說，美國的鋅儲(chǔ)量約占全球的5%，產(chǎn)量占全球的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(chǔ)量約占全球的一半，是全球最大的鋅生產(chǎn)國之一。
納拉揚(yáng)指出，鋰是鋰離子電池的主要成分，其儲(chǔ)量只有鋅的二十分之一，但他補(bǔ)充說鋅的儲(chǔ)量也不樂觀。他表示：“以目前鋅礦的生產(chǎn)速度，鋅儲(chǔ)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(wǎng)規(guī)模化電池組的巨大需求?！?/p>
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(qū)，如剛果民主共和國，鋰礦開采也威脅到了工人的健康和安全。長時(shí)間接觸鋰會(huì)對健康造成影響，比如肺部積液。鋰離子電池也會(huì)引發(fā)火災(zāi)。
根據(jù)麻省理工學(xué)院技術(shù)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(jìn)行安全處理。不過，鋅的開采和加工確實(shí)存在一定危險(xiǎn)。納拉延博士說，它來自于一種由硫化鋅組成的礦石，通常與鉛、鎘和鎳一起生產(chǎn)，大規(guī)模生產(chǎn)可能會(huì)有二氧化硫和鎘蒸氣釋放帶來的潛在環(huán)境問題。
鋅氧空氣電池的儲(chǔ)能成本是多少？
克林頓政府負(fù)責(zé)能源事務(wù)的助理國務(wù)卿丹·賴徹（Dan Reicher）提醒說，電池每千瓦時(shí)的成本取決于應(yīng)用和規(guī)模，因此很難進(jìn)行比較。
NantEnergy說儲(chǔ)能成本是每千瓦時(shí)100美元。相比之下，南佛羅里達(dá)大學(xué)清潔能源中心主任、大學(xué)教授Yogi Goswami指出，鋰離子電池的儲(chǔ)能成本最低為每千瓦時(shí)250美元，但通常為每千瓦時(shí)300美元至400美元。
即使以每千瓦時(shí)100美元的價(jià)格計(jì)算，對公用事業(yè)行業(yè)來說，儲(chǔ)能仍是一項(xiàng)巨大的支出。當(dāng)然，目前儲(chǔ)能電池的價(jià)格一直在急劇下降，預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi)將與民用太陽能電池板一樣普遍。
這些電池能夠用于家庭或移動(dòng)設(shè)備嗎？
NantEnergy表示，他們目前的工作重點(diǎn)是為微電網(wǎng)提供產(chǎn)品。其主要是小范圍的獨(dú)立太陽能電池陣列，而不是面向個(gè)人住宅用戶或公用事業(yè)規(guī)模的系統(tǒng)。但該公司預(yù)計(jì)未來將在加州和紐約供應(yīng)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(gè)電池連接到太陽能電池陣列上。此外，這種電池還為數(shù)百座通信塔提供電力，這是NantEnergy業(yè)務(wù)的重要組成部分。對于產(chǎn)品的下一步發(fā)展，該公司計(jì)劃增加針對電動(dòng)汽車、公共汽車、火車和摩托車等交通工具的儲(chǔ)能電池。
除此之外呢？“我們有了第一個(gè)移動(dòng)通信發(fā)射塔的原型，” Patrick Soon-Shiong說?！拔覀儾幌脒^分承諾，但我們電池的儲(chǔ)能能力將使這成為可能?！?/p>
“我們將把注意力轉(zhuǎn)向這個(gè)市場，”他補(bǔ)充道?！耙?guī)模很大，但對我們來說可能是2020年。”
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