可以儲電也能產氫,更便宜的鋅氫電池有望改變市場

2023-08-01 15:00:00    編輯: Daisy Chuang
導讀 鋅電池製造成本低,而且不僅能用來儲存電力,還可以產生氫氣,儲電效率 50%,產氫效率達 80%,預期壽命 10 年,有望成能源轉型新星。 再生能源帶來的挑戰之一,就是儲存太陽能、風力發電等間歇性能源...


鋅電池製造成本低,而且不僅能用來儲存電力,還可以產生氫氣,儲電效率 50%,產氫效率達 80%,預期壽命 10 年,有望成能源轉型新星。

再生能源帶來的挑戰之一,就是儲存太陽能、風力發電等間歇性能源電力,不然在沒有陽光、沒有風的時期,終究需要水力發電與燃氣、燃煤等能源的幫忙,目前最常見的儲電方式為鋰離子電池系統,用來快速調度電力與平衡電網頻率。

但現在德國團隊 Zn2H2 正提出新方案,Zn-H2 計畫的願景是開發持久且耐用的電池,能用來儲存長時間電力,團隊瞄準鋅離子電池。

研究人員的方案為鋅離子電池,再添加鹼性水電解質,與傳統鋰離子電池相比,鋅更便宜,也更容易獲得,鋼、鋅和氫氧化鉀也都是能為全回收的材料,除此之外,團隊開發的鋅離子電池還有一項特色,能產生氫氣。

能用金屬鋅的方式儲存氫,需要時就能轉換成電跟氫氣,Fraunhofer IZM 博士 Robert Hahn 表示,充電時,水氧化成氧氣,同時也將氧化鋅還原成金屬鋅,放電過程中又會恢復成氧化鋅,之後水再次被還原並釋放出氫氣 。

Hahn 表示,這是普通電池和氫源的獨特組合,總電力存儲效率為 50%,效率是電轉氣系統的兩倍,也因為材料成本比鋰電池低非常多,新技術有望成為一種具有商業吸引力的綠色儲能替代方案。

團隊也測試電池在充放電循環的效率和穩定性,目標年底前在測試裝置建立示範裝置,連接八個電池,每個電池的容量約為 12 V 和 50 Ah。之後 Fraunhofer IZM 也將負責設計示範單元、測試系統與實際的可靠度測試。

鋅氫電池是世界首創,團隊需要從頭開始開發正確的測試環境,最終才能用準確度高又能用智慧控制來調整與最佳化整的參數。未來該電池也有許多挑戰,目前的鋅離子電池都尚未實現穩定的循環,鋅電池也有枝晶生成的問題,最終也會影響電池壽命。

不過目前對單個電池的測試結果顯示良好,無論是儲存季節性的氣候變動還是日常儲存太陽能,便宜的催化劑預計能提供十年或更久的使用壽命。

(首圖來源:shutterstock)



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