你可能还没听说过低碳新星二氧化碳电池
- 2022-08-30 14:47:30507
来源:亚洲建材网 作者:今夕何夕
我们看到,动力电池的结构创新层出不穷,CTP技术、CTC技术、CTB技术,比亚迪刀片电池、宁德时代麒麟电池、上汽魔方电池……电池工程师们在方寸之间用尽巧思努力将电池的集成度、体积能量密度进一步拔高。2022年,“电池圈”暗流涌动、风光旖旎,二氧化碳横空出世引发世人瞩目。
什么是二氧化碳电池?
这是一个通过在一个闭环中改变二氧化碳的状态,以此来储存能量的系统。当电池放电时,它只是一个充满二氧化碳气体的巨大圆顶(dome)。而当电池充电时,二氧化碳被泵出圆顶并被压缩和加热。热量被转移并储存在一个被称为 TES(热能储存)的装置中,该装置将二氧化碳转化为一种冷的、致密的液体,然后储存在储罐(tanks)中。现在能量以热量的形式储存在 TES 中,以高压的形式储存在液态二氧化碳储罐中。
电池放电是一个两步过程。首先,打开储罐,释放高压液态碳。随着碳从容器中释放出来,压力下降,导致二氧化碳重新转变为气体并迅速膨胀。然后这些气体通过 TES,在那里被加热并进一步膨胀。这种双重膨胀会产生巨大的压力,通过涡轮推动发电机旋转发电。然后二氧化碳气体被泵回圆顶,为电池再次充电做好准备。总的来说,二氧化碳电池可以使风能和太阳能更便宜,并减少它们对环境的总体影响。
其实,无论是动力电池还是储能电池都要面临衰减的问题,电池的使用寿命直接决定了性价比,相对来说“二氧化碳电池”拥有超长的寿命,可能这种电池放在新能源汽车上不太现实,但是用作储能是非常棒的选择。一方面存储电池需要持续稳定的存储电力,另一方面“二氧化碳电池”的制造成本很低,这就意味着它能够大规模地推广。
近日,日本旭化成公司(Asahi Kasei)开发出了以二氧化碳为原料来制造锂电池材料的技术,将于2023年度实现实用化。可实现的减排效果高于生产时的二氧化碳排放量。此消息一经发布,立即引发了业内人士对锂电池新材料、新技术等的热烈讨论。
此外,意大利能源公司Energy Dome正在萨丁尼亚岛建造20MW-200MWh工厂,作为第一个商业项目,预计可以在2023年底前商转。该公司声称二氧化碳电池转换效率(Round trip efficiency)达75%,虽说效率没有像锂离子电池那么高,但成本可说是直接打折,均化成本(LCOS)可以在几年内低至每MWh 50~60美元,大约是锂电池的一半。
相关企业进军二氧化碳电池领域,在一定程度上表明了碳性电池所具备的“强大魅力”。毫无疑问,二氧化碳电池也是碳性电池的一种。碳性电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、录音机、照相机、电子钟、玩具等,还广泛应用于国民经济的各个方面。例如,国防、科研、通讯、航海、航空、医药等。
需要指出的一点是,金属-二氧化碳电池代表了一种很有前途的技术,可以捕获和回收二氧化碳,同时作为可再生能源网络的储能解决方案。尽管金属-二氧化碳 研究非常活跃,但该技术仍处于早期阶段。再过几年,二氧化碳电池研制也许会传来更多好消息。