液流电池可低成本存储和供应电力

2023-07-06      292 次浏览

粉末加热到熔点,会自然分成三层,就是正电极、负电极和电解质,这些液体材料具有高导电性,电池充放电非常快。在马萨诸塞州(Massachusetts)剑桥(Cambridge),液态金属电池公司(LiquidMetalBattery)小地下室总部的工作区,看起来更像机器加工车间,而不像高科技实验室,就是你期望从麻省理工学院(MIT)附属公司看到的那样。


液体电池:从氧化铝生产铝要使用电力,逆转这个化学反应,就可以出现电力,这个系统就可用作电池。来源:麻省理工科技创业


这个区域,有真空室,成排的密封手套箱,还放着大型带锯,钻孔机,还有简单的焊接台。另一个角落里,放着一个普通的炉窑,就像在陶艺工作室可能看到的那种。虽然这家公司的技术是基于先进的化学,但是,这种电池看起来很初级:有一些厚壁钢罐,研究人员要填满粉末,要从大桶小桶里舀出粉末。


简单性要靠设计。这家公司的目标是使电池非常便宜,这样,就可以廉价地存储夜间出现的风电,因为夜间经常刮风,但电力需求低,就可以用于白天的需求高峰期。这家公司已经吸纳数百万美元,这些早期阶段的投资来自比尔盖茨(BillGates),法国石油公司道达尔公司(Total),以及美国高级研究项目署能源处(U.S.AdvancedResearchProjectsAgencyforEnergy)。


液态金属公司创办于2010年,但只是在去年秋天才开始认真运营,那时,它的员工从7名新增到17名,它属于几家新型公司,希望从一些挑战中吸取相关相关经验教训,这些挑战都是上一波清洁能源初创公司所面对的。清洁能源公司一直在努力,部分是因为现有技术非常便宜,比如化石燃料发电厂,天然气动力汽车,甚至传统的太阳能电池,都很便宜,而且也是因为公用事业公司支持成熟的技术。


一些早期的电池新创公司集中研究的,比如说,就有一种很有前途的电极材料,是在实验室中发现的,这只是为了发现,制造这些材料会抹去大部分的成本节约,就是这种材料有可能带来的节支。这一系列新的初创公司,包括A123系统公司(A123Systems)的附属公司24M公司(24M),还有另一家公司叫做阿奎恩公司(Aquion),都是从一开始就密切关注制造成本。液态金属公司也确定了市场,使它可以在最初负担得起高成本,直到大规模生产使电池更实惠。


液态金属电池之所以如此命名,是因为这些粉末,研究人员要把粉末倒入电池单元,而且要加热到熔点,这样,它们会自然分隔成三层,就是正电极、负电极和电解质,这就把它们分开了。现在,这些液体材料具有高导电性,因此,电池充放电非常快,接收电荷一毫秒,就会返回下一个,假如有必要,会有助于稳定电网供需波动。这个想法来自唐纳德撒多维(DonaldSadoway),他是麻省理工学院的化学教授,还有基布兰德塞德(GerbrandCeder),他是麻省理工学院材料科学教授,他不了解,是否有可能从根本上逆转制铝工艺。例如,从氧化铝生产铝要使用电力,这个化学反应是否能以另一种方式运行,使它可以出现电力,这个系统就可用作电池。撒多维的研究生大卫布拉德韦尔(DavidBradwell)找到一种方式,可以把投入这个工艺中的电力再取出来。


这家公司认为,这种设计可以在现有厂制作,属于合同制造,因为没有必要建立自己的厂,所以,最初资本成本会大大降低。尽管如此,在技术达到大规模生产之前,成本仍然会相对较高。就是在这里,有点熟悉市场是非常重要的。


创始人决定制造电池,这些电池不仅可以低成本存储大量的能量,而且也可以进行毫秒响应,这就会使它进入市场,因为现在要收取很高价格,以存储和供应电力,使电网平衡供需波动,这些事情现在变得很重要,因为安装了更多的风能和太阳能发电,这些都是间歇性的。


随着生产规模的扩大和成本下降,液态金属公司计划服务更大规模的市场,比如在夜间购买廉价电力,在中午出售,那时价格较高。因为这种技术是灵活的,因此,公司可以决定如何使用它的电池容量,总是选择最有利可图的市场。


液态金属公司计划,利用政府创造的两个机会。第一个实际上是放松管制的方法:政府设立框架,建立开放的电力市场。这样,公司就可注册为独立的电力供应商,不要经过公用事业公司,或由监管机构让公用事业公司收取服务费用。这样,即使是很小的公司也有了清晰的盈利路径。这家公司也得益于联邦能源管制委员会的一项规定,就是有快速响应时间的技术可以收取更多的服务费用。这会使这种技术具有优越性,胜过现有的发电厂,现有电厂要几分钟的时间作出响应。液态金属电池公司仍面对一些挑战,比如,要确认它的电池足够耐用,使经济上可以出现效益。即使是有相对较低的资本成本,也要请求合作伙伴,如道达尔公司,因为不仅要资金支持,也要规模化经营的相关相关经验。


在未来几周内,液态金属公司计划宣布新的资金,这次是来自风险资本家。



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