電池時代(上)誰是取代鋰的新主角?
2022/05/05
隨著地球變暖威脅的迫近,全球下決心在2050年之前實現溫室氣體凈零排放。純電動汽車(EV)和家庭生活將積極使用替代化石燃料的可再生能源電力,這就需要大量的蓄電池。不過,就算擁有性能卓越的鋰離子電池,也難以高枕無憂。因為即便鋰電池是蓄電池的「王者」,在存儲電力的容量和價格方面也日趨面臨極限。2030~2040年,全球被認為將迎來「電池時代」,日本經濟新聞(中文版:日經中文網)策劃了一組這一時代主角的新一代電池的研發進展。
日本九州大學將開發採用氟、氯和溴的電池(圖由該大學提供) |
「存儲電力的容量超過鋰」,日本九州大學的研究團隊對於新主角的亮相充滿期待。
新型電池産生電力的離子採用與鋰不同的氟。因此被稱為氟化物離子電池。
氟因牙膏而被人們熟知,3個氟原子和鐵結合,首先製成電極。蓄電容量為每克579毫安培時。如果製成電池,容量有望達到鋰離子電池的3倍。這可以讓純電動汽車的續航距離延長,如果維持電池的大小不變,還有望讓純電動汽車價格降低2成。
容量之所以迅速增加,是因為在正極和負極之間移動的氟化物離子能通過電線同時獲得3個電子。接近於一次性搬運和儲存多件貨物的情形。相反,鋰離子能攜帶的電子僅為1個。
除此以外,據稱氯和溴也很有潛力。3個離子分別與鉍離子結合之後,同樣能使電子移動。相關研究已獲得日本新能源産業技術綜合開發機構(NEDO)的支援。
據日本地球環境産業技術研究機構(RITE)統計,要在2050年之前實現溫室氣體凈零排放,社會的電動化不可或缺。至少需要累計達到最高100萬億瓦時的蓄電池。
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