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登陸儲能市場—鋅空氣電池

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:968次  |  2022年11月16日  

什么是鋅空氣電池?


鋅空氣電池是一類特殊的燃料電池,正極利用空氣中的氧,負(fù)極采用金屬鋅,電解液采用水溶性電解液,已有100多年的發(fā)展歷史。主要產(chǎn)品類型分為鋅空氣一次電池和鋅空氣二次電池,一次電池常應(yīng)用于路燈中,可再充式鋅空氣二次電池因大規(guī)模儲能的興起率先在美國產(chǎn)業(yè)界引起重視。


可直接再充式鋅空氣二次電池在運(yùn)行過程中金屬鋅電極發(fā)生溶解或沉積,放電產(chǎn)物溶解在堿性電解液中;空氣中的氧氣在負(fù)載雙功能電催化劑的空氣電極中,進(jìn)行氧還原(ORR)或氧析出(OER)電化學(xué)反應(yīng),完成電能與化學(xué)能相互可逆轉(zhuǎn)換。鋅空氣電池化學(xué)方程式如下:


負(fù)極:Zn+2OH–→ZnO+H2O+2e–


正極:O2+2H2O+4e–→4OH–

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符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

總反應(yīng):2Zn+O2→2ZnO


鋅空氣電池有哪些特點(diǎn)?


(1)低成本特性:原材料負(fù)極鋅、正極空氣、水基堿性電解液都足夠廉價(jià)。成本多產(chǎn)生在空氣電極催化劑,相比氫燃料電池催化劑,鋅空氣空氣電極催化劑服役在堿性電解質(zhì)中,催化劑種類選擇極其廣闊。美國EOSEnergyStorage公司公開信息顯示,250kW/1MWh系統(tǒng)系統(tǒng)全壽命周期成本為212$/kWh(約1450元/kWh),與鉛炭電池系統(tǒng)成本相當(dāng)。


(2)高能量特性:該電池正極使用空氣中的氧氣作為活性物質(zhì),容量無限,電池比能量取決于負(fù)極容量,可達(dá)到350-500Wh/kg;


(3)高安全性:不易燃水電解質(zhì)、運(yùn)輸時(shí)無危險(xiǎn)、不含有毒物質(zhì)。此外,鋅空氣電池還兼具環(huán)保、可以靈活定制等特點(diǎn),可以打破多個(gè)蓄電池市場的現(xiàn)有競爭格局,是一項(xiàng)非常有市場競爭力和廣闊市場空間的技術(shù)。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

電池性能比較


鋅空氣電池企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r如何?


近年來,可充電的鋅空氣電池在國外再次得到了重視。如美國EOSEnergyStorage、ImprintEnergy和Fluidic公司、挪威REVOL公司等。美國Fluidic能源公司在2009年解決了金屬空氣電池負(fù)極枝晶問題,是首個(gè)生產(chǎn)商業(yè)可用可充鋅空氣電池的廠家。目前,該公司已在印尼和馬達(dá)加斯加簽約2項(xiàng)鋅-空氣電池儲能項(xiàng)目,累計(jì)約5.5MW。美國EOSEnergyStorage公司研究開發(fā)的EosAurora1000│4000鋅-空氣電池系統(tǒng)專為滿足電網(wǎng)規(guī)模儲能市場的需求而設(shè)計(jì),預(yù)計(jì)該系統(tǒng)可循環(huán)5000次,使用壽命達(dá)15年。目前公司已安裝投運(yùn)3個(gè)鋅-空氣電池儲能項(xiàng)目,累計(jì)4.25MW,并計(jì)劃于2020年投運(yùn)一項(xiàng)10MW的鋅空氣電池儲能項(xiàng)目。


EOSEnergy鋅空氣電池儲能項(xiàng)目有哪些?


鋅電池儲能項(xiàng)目


1.ConEdison/EosEnergyStorage分布式儲能示范項(xiàng)目


規(guī)模:1MW/6MWh


地點(diǎn):NewYork,US


運(yùn)行時(shí)間:2015


該示范項(xiàng)目由紐約州能源研發(fā)部資助,由EOS和ConEdison合作,在ConEdison位于紐約市的設(shè)施內(nèi)安裝和測試EOS的尖端能源存儲技術(shù)。該項(xiàng)目應(yīng)用的是EOS一款名為EosAurora的1MW/6MWh級鋅空氣電池。該空氣電池運(yùn)用了Eos的新穎、低成本和專有的鋅混合陰極技術(shù),可循環(huán)5000周,壽命長達(dá)15年。該項(xiàng)目的運(yùn)行可以降低客戶成本,推遲公用事業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施升級,提高電力質(zhì)量和可靠性。


2.EOS微電網(wǎng)項(xiàng)目


規(guī)模:250kW/1MWh


地點(diǎn):WappingersFalls,US


運(yùn)行時(shí)間:2016


該項(xiàng)目由紐約州能源研發(fā)部資助,該電池系統(tǒng)將與太陽能光伏發(fā)電連接,應(yīng)用到社區(qū)級的微電網(wǎng)中。EosEnergy在該項(xiàng)目中的目標(biāo)是向商業(yè)和工業(yè)客戶/終端用戶展示250kW/1MWh電池系統(tǒng)的可伸縮性、可靠性和可操作性。


3.3MWClarksville變電站儲能項(xiàng)目


規(guī)模:3MW/6MWh


地點(diǎn):Folsom,US


運(yùn)行時(shí)間:2017


該3MW的鋅空氣電池項(xiàng)目是由開發(fā)商西部電網(wǎng)部署的,在Folsom附近的Clarksville變電站。該項(xiàng)目的主要應(yīng)用于電網(wǎng)輸配領(lǐng)域。


4.KingsConty能源儲存項(xiàng)目


規(guī)模:10MW/40MWh


地點(diǎn):KingsConty,US


運(yùn)行時(shí)間:2020


太平洋天然氣和電力公司(PG&E)通過2014年的能源存儲請求,申請到該儲能項(xiàng)目。該儲能系統(tǒng)是KingsCounty的6個(gè)階段的電池儲存設(shè)施計(jì)劃中的一部分,該設(shè)施旨在與附近的公用事業(yè)規(guī)模的太陽能發(fā)電廠合作,在早晚的時(shí)間內(nèi)為電網(wǎng)提供電力。此10MW/40MWh鋅空氣電池系統(tǒng)主要用于可再生能源并網(wǎng)、電網(wǎng)輔助服務(wù)和輸配電領(lǐng)域。預(yù)計(jì)運(yùn)行時(shí)間在2020年5月,期限為20年。

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