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現代儲能最高的電池

科技 更新时间:2024-07-27 19:52:13

現代儲能最高的電池?化石燃料導緻氣候變化,對氣候的關注引發對再生能源的關注,但是儲存卻成為一個大問題,電池技術在今天變得極為重要,現在最火的電池有锂離子電池,鈉離子電池等等,今天小編就來說說關于現代儲能最高的電池?下面更多詳細答案一起來看看吧!

現代儲能最高的電池(全球最便宜的儲能系統)1

現代儲能最高的電池

化石燃料導緻氣候變化,對氣候的關注引發對再生能源的關注,但是儲存卻成為一個大問題,電池技術在今天變得極為重要,現在最火的電池有锂離子電池,鈉離子電池等等。

今天我們來介紹一個,用鐵作為原料的電池,鐵已經存在了很久,用鐵制造的電池已經出現,它是由特斯拉固定電池部門的前副總提出,他畢業于麻省理工學院,有許多有關于電池技術的論文,鐵是恒星内核聚變的終點,所以很多物質最後都變成了鐵,但在很長一段時間内,人們不認為它的,儲量非常豐富,因為周圍總有很多東西與它結合,而不是獨立存在。

古代唯一的純鐵來自于一個沒有氧氣的地方,由鐵合金組成的隕石有時會降到地球上,它是但是所有人類文明中,最大的金屬鐵來源,那時候鐵不僅珍貴,還帶着許多神秘色彩,隕石摩擦大氣層的熱度,足以冶煉鐵的氧化物,這打破鐵氧鍵的結合,點燃了人類文明的新時代。

從能量上講,那是最有利的物質形式,當金屬鐵變成氧化鐵時,會有一些能量被釋放出來,這就是這個電池的原理,讓我們看看一個完全放電的電池,鐵作為陽極,堿性水作為電解質,氧氣呼吸膜作為陰極,當你給電池充電時,你開始向陽極輸送電子,溶液是紅色的,這是與氫氧根離子結合的,亞鐵離子的特征顔色,當亞鐵離子得到兩個電子時,它又變成了金屬狀态,而氫氧根離子被拉向陰極,在那裡它放棄了四個電子,變成氧氣和水,水補充了電解質氧氣被放出。

當我們想使用儲存在電池中的能量時,我們需要使鐵生鏽,所以我們把氧氣吸入,在催化劑的幫助下,我們給氧氣增加電子,使其離解成氧離子,這些與水反應形成氫氧根離子,迫使鐵放棄其電子重新變成鐵鏽,呼吸空氣的陰極,确保沒有像二氧化碳這樣的雜質擾亂電池,催化劑确保進來的氧氣得到四個電子,後者會産生過氧化物離子,這可能會損壞電池的部件。

而如果你想知道為什麼電解質是堿性的,那是因為岩石可以溶解在酸性介質中,而且在充電的時候,你可能會得到鐵離子,使陽極和陰極短路,這也是此前鐵電磁一直遇到的問題,使用可再生的為這些電池充電,讓它們提供多天的電力儲存,鐵非常豐富和常用的材料,所以他們預計會非常便宜,農場能源有望實現每千瓦時20美元的存儲,而锂離子電池則為每千瓦時50美元。

因此,即使他們不能像競争對手那樣持續很長時間,他們最終還是會便宜很多,一個電池可以有10,000的循環壽命,這将相當于30年,而且我們不需要擔心這些電池的壽命終結問題,鐵真的很容易被回收,而且回收這些電池所需的能量,比其它電池要少得多。

既然該電池這麼便宜,為什麼現在還沒有大規模的推廣呢,是不是因為大石油,天然氣,氫氣的影響呢,實際上主要原因似乎是呼吸膜,在七十年代,當鐵空氣電池首次被研究時,在陽極吸入的空氣會有很多雜質,會與電解質發生反應,導緻電池在短短的10個,或數百個循環中失去容量,農場能源膜是通過收購一家,正在研究鋅空氣電池的公司獲得的,因此,雖然這個概念已經知道了很久了,将其大規模付諸實施所需的技術,直到最近才存在。

許多人或許還有另外一個疑問,如果這能在一定的重量下,比锂離子電池儲存更多的能量,那為什麼我們不使用在電動汽車上,那是因為我們離達到理論上的能量密度,還有很長的路要走,氧化反應主要發生在鐵球的表面,他們作為陽極使用的時候通常不會停在表面,它是非常多孔的,進入鐵内部的氧氣和水分較少,但在這種情況下,自然不能讓整個陽極溶解成粉末,所以循環可能隻影響到最外面的一層,因此,比能量可能更接近理論最大值的十分之一,大約為每公斤八十瓦特小時。

這裡有一個隐藏的線索,你認為這些電池的效率是多少?,這些電池的效率是50%,當你把電子抽到陽極的時候。,其中一些可能将氫離子還原成氫氣,而作為電池效率如此低下的部分原因,锂離子要好得多超過90%的氫氣更差,但你基本上可以永遠儲存它,加上你可以在氫氣汽車中使用它,這種效率的唯一好處就是成本效益,電力真的很便宜,可再生能源可以有低電價,甚至是負電價。

還有最後一件事你應該知道,用一英畝的土地,可以生産一到三兆瓦的電力,像韓國的锂離子電池系統,可以有二十倍的功率密度,而鐵電池可以很好地與锂離子系統一起工作,混合系統可以在短時間内提供高功率,在多天内提供低功率,如今,這個電池已經進入實驗階段,不失為一個未來電池的好選擇,與锂離子電池相互組合,或許能夠改變未來的能源格局。

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