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未来储能电池之争:哪种新型技术将脱颖而出?(2)

华体会备用网在线  来源:网易科技    2017/2/24 9:40:09  我要投稿  

疯狂的想法

萨多维在其在麻省理工学院的办公室向我表示,“电池之于电力供应链,好比冰箱之于我们的食物供应链。”

他给我展示的那些容器是他10年前开始研究的“液态金属电池”的早期原型。

“我开始研究电池,只是因为我对汽车非常痴迷。”萨多维说。(他的电脑桌面背景是他几年前卖掉的一辆老式跑车,他保留那张照片来纪念那辆车,就像别人纪念家里的宠物那样。)2005年,他试驾了福特的一款早期电动车,并深深迷上了它。“那时候我认识到,我们之所以还没有电动汽车,是因为我们没有合适的电池。”

因此,萨多维开始琢磨打造合适的电池。他曾参与精炼铝的工作,因而他好奇那可否成为打造另类的新型电池的一个模板。熔炼铝是一个非常便宜的耗能过程,通过这个过程,煮沸就能得到纯净金属。但如果那个单向的过程能够加快,它本身能够回环,那也许流入熔态金属的大量能量能够储存在那里。

在某种程度上,那是疯狂的想法——熔态电池的运行温度必须要达到880华氏度,差不多接近汽车引擎燃烧室的温度。但这也可以说是个非常简单的概念,至少对于电化学家来说是这样。原来装配液态金属电池只需要将由两个不同密度的合金组成的金属塞放入容器,然后在上面浇注一些盐。当电池通电的时候,两块金属会融化,并自动分成两层,就像浮在醋上的沙拉油。熔融盐在二者之间形成一层,来回导电。

但萨多维称,尽管刚开始充满希望,但开发新型技术是一个极其缓慢的过程。来自ARPA-E和法国石油巨头Total的早期资助帮助他开始实践他的想法,但打造全新技术需要多年的时间,维持长期的研发工作成本不菲。风险投资者们普遍不愿意投资长期的工程项目,毕竟时下有大量的软件创业公司可快速给他们带来回报。

萨多维说道,“在任何资本密集型的产业中,产业本身会妨碍技术创新。”他说,现有的电池公司的投资大都用在维持现有经营上,因而不会给行业的创新带来多少帮助。他指出,锂离子电子正是诞生于原有的电池行业以外;下一代电池也将如此。

熔态金属电池早已走出地下实验室。2010年。萨多维与数名以前的学生创立电池公司Ambri,后将公司总部从坎布里奇以西30英里位于莫尔伯勒的一个制造工厂。如今,Ambri有大约40名员工,正忙于用数百个熔态金属电池打造电池组原型。

萨多维表示,Ambri距离部署它的首批商用模型不到一年时间,截至目前一切都向好。在它的制造工厂,部分测试电池已经运转了将近四年,但没有出现任何的耗损迹象。让包含432个独立单元的电池组运转则要棘手些。但在通过热封口解决一些难题后,电池组能够达到可持续的工作温度,热度足够支持它们在不进行任何额外能量输入的情况下充电和放电现在,Ambri正在进行新一轮的融资,新融资将足够帮助它进入生产模式。

我在走出办公室门口时说,尽管出现了种种的困难和推出延迟,但这款电池看上去很接近进入市场了。“我希望如此。”萨多维说。

竞争激烈

熔态金属电池并不是唯一的一个登月式电池项目,它也不是竞争中的领先者。其它的一些技术正在低调地向前推进,从“铁流电池”到锌空气和锂空气电池。

跟萨多维的项目一样,很多的这些未经检验的技术一开始是依靠来自ARPA-E的资助。ARPA-E的罗尔芬说,“这些都是非常初期的高风险技术。因此我们广撒渔网。”

新一代电池竞赛中尤其有希望的一位竞争者是总部位于匹兹堡的Aquion公司,其创始人、卡内基梅隆大学教授杰˙惠特克(JayWhitacre)2008年创办公司,一心要设计迄今为止最便宜且最可靠的电池。

他们的产品被称作“盐水电池”。它看上去更相似一个装满海水的乐柏美(Rubbermaid)容器。Aquion电池里面的所有材料都属于容易获得的盛产材料,从盐到不锈钢,再到棉花。此外,那些材料无一会带来像锂离子电池那样的风险。

Aquion产品管理总监麦特˙马鲁恩(Matt Maroon)表示,“我们所使用的化学材料非常简单,我们的电池用料没有一样具有易燃性、毒性或者腐蚀性。”

Aquion的电池也非常容易装配。“我们的主要制造装配设备来自食品包装行业。”马鲁恩说,“它是一个你可以在纳贝斯克公司看到的简单拾防机器人,可用来将饼干放在泡罩包装当中。”

Aquion电池进入市场已经将近3年,家庭和发电厂规模的设施都可以部署。在遍布全球的250处不同地方的部署中,Aquion电池总计储能35兆瓦时。其中,在夏威夷的一处部署已经运行了两年时间;去年,该由电池和太阳能组成的系统给数座建筑供能了6个月,完全不用借助柴油发电机。

“我们需要将更多这样的产品投入使用。”罗尔芬说道,“现在,如果我是公用事业部门或者电网运营者,想要购买储能电池,我会想要买提供20年保修的产品。我们现在讨论的这些技术还没有达到那个阶段。”

不过,他们正在接近达到那个阶段。ARPA-E资助的另一个项目Energy Storage Systems(简称“ESS”)去年11月宣布,作为密苏里州的一个军事基地陆军工程兵部队微型电网实验的一部分,它将部署它的其中一种铁流电池。ESS还部署电池给位于美国加州纳帕谷的一个离网有机酿酒厂供能——Aquion也有为该酿酒厂部署电池。随着越来越多这样的一次性实验取得成功——更多这样的新型电池证明自身的价值——电池供能能源系统的可能性距离成为现实又近了一点。

但电池未来有没可能变得很酷呢?这是一个更棘手的问题。Aquion的麦特˙马鲁恩自2002年从大学毕业不久后便一直从事电池行业。以前参加各种业界会议,他往往都是最年轻的那一位。当初他认为自己肯定不会一辈子都干电池这一行。

15年后,他仍在从事电池行业——但他已经不再是会议室中最年轻的那一个了。更多的学生开始涉足电池行业,人们也开始注意到该行业的重要性。“做这一行还是没有给苹果供职那么酷,”他说,“但我想人们认识到这个行业的重要性了,这让它显得有点酷。”

“或者说我希望是这样。”他笑道,“我有个9岁大的女儿了。因此我想要做某种她会觉得很酷的东西,那是我的终极目标。”

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