提前发明了120年的电池( 二 )


锂电池等传统电池可以在短期内储存能量, 但一旦它们充满了电, 就必须将过剩能量释放出去, 否则便会过热、产生耗损 。 而相比之下, 镍铁电池电解器即使在充满电后仍可保持稳定, 只是继续充电时会开始产生氢气而已 。
“镍铁电池持久耐用, 承受充电不足和过度充电的能力都比其它电池强 。 ”英国拉夫堡大学机械、电气与制造工程学院助理研究员约翰·巴顿指出, 他也在对电池电解器展开研究, “通过产生氢气, 电池电解器储存能量的时间可以长达数天、甚至数月之久 。 ”
除了产生氢气外, 镍铁电池还有其它一些有用的特征 。 首先, 它们无需经常维护 。 爱迪生在他的早期电动汽车上便已证实, 镍铁电池极为持久耐用, 有些已经连续使用了40年 。 此外, 镍和铁这两种金属也比传统电池使用的金属更加常见 。 这意味着镍铁电池电解器对于可再生能源还有另一重意义:有助于提高利润率 。
和其它所有行业一样, 可再生能源的价格也由供求关系决定 。 例如在阳光灿烂的日子里, 太阳能可以提供充足的能量, 造成能源价格下跌 。 而镍铁电池电解器则有助于“削峰填谷”, 使这条价格曲线变得平滑一些 。
“当电价较高时, 可以让电池放电;而当电价较低时, 则可以给电池充电、并产生氢气 。 ”穆尔德指出 。
能实现这一功能的不仅仅是镍铁电池电解器, 较为传统的碱性电池也可以做到这一点, 并且在氢气制造业中已经得到了广泛运用 。 不过穆尔德认为, 镍铁电池电解器的耐久性更强, 因此成本更低、使用时间更长 。 电池电解器的支持者们也因此感到信心满满 。
此外, 虽然镍铁电池电解器的直接产物是氢气, 但也可以生成其它物质, 比如氨气或甲烷, 这些比氢气更易于储存和运输 。 “如果安装了一台电池电解器, 氨气厂就可以持续运作, 所需人工也会更少, 进而减少运维成本, 因此生成氨气是在可持续前提下最划算的一种选择 。 ”穆尔德电池电解器的投资人、Proton Ventures公司董事长汉斯·弗里安霍夫指出 。
扩大规模
目前最大的镍铁电池容量和功率分别为15KW和15kWh, 容量和长期氢气储量可以为1.5户家庭供电 。 另外, 荷兰埃姆斯哈文发电厂正在筹建一台30kW/30kWh的镍铁电池电解器, 未来产生的氢气足以满足电厂所需 。
一旦镍铁电池电解器在该发电厂通过了严格测验, 下一步就是进一步提高规模、分销给绿色能源提供商, 如太阳能和风能发电场等等 。 电池电解器支持者的终极目标是希望它们可以达到吉瓦级别, 相当于400台公共事业规模的风力发电机的总产能 。 不过除了增加规模之外, 巴顿认为小型电池电解器也能发挥用武之地, 可以为不依赖主供电网的偏远社区使用的微型电网供能 。
电池电解器的电极均由相对比较便宜和常见的金属制成, 这也是它的有利之处 。 并且与锂不同, 镍和铁在开采过程中不会产生大量废水, 也不会导致严重的环境破坏 。
不过, 穆尔德和巴顿都认为, 镍铁电池在效率和容量方面仍有一些障碍需要克服 。 “电池电解器如果进一步增加电池容量、或者减小内部电阻, 可以受益良多 。 ”内部电阻与电池内部电流方向相反, 内部电阻越大, 电池效率就越低 。 穆尔德和他的团队如今正在研究如何改进这一方面 。
【提前发明了120年的电池】自从爱迪生在上世纪初开始研究镍铁电池以来, 镍铁电池电解器的大部分潜力其实一直都摆在眼皮子底下, 却始终不曾被人发现 。 镍铁电池也许不像爱迪生想的那样、适合为汽车供能, 但可以加速向可再生能源的过渡, 因此或将在广泛取代化石能源的过程中发挥重要作用 。 (叶子)

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