據IEEE Spectrum報道，澳大利亞悉尼的初創公司Gelion Technologies開發了一種新電池，目標是取代液流電池在大規模儲能方面的應用。
▲Gelion Technologies實驗室和測試設施的研究人員正在研究“凝膠離子”(非流動)鋅溴電池
也許液流電池并不總是像他們所吹噓的那樣。來自澳大利亞的一項新技術無疑提高了這一前景，它提供了一種新穎的固定能量存儲方法——其包裝至少讓人想起了老式的、熟悉的汽車電池。
液流電池使用外部保存在罐子中的液體電解質，這些電解質使用泵和管道在電池中循環。它們的容量與罐的大小成正比，使其易于擴展。理論上，它們應該是應用的好選擇，例如儲存可再生能源的剩余能源。但它們也存在缺點，比如對機械部件和復雜設計的依賴，包括高度專業化的維護需求，而液流電池的電解質可能成本高昂、腐蝕性或有毒。盡管改進越來越多，但這阻礙了液流電池的廣泛部署。
現在，總部位于澳大利亞悉尼的初創公司Gelion Technologies找到了一種方法，通過制造非流動鋅溴電池來消除泵和管道，并消除傳統液流電池常見的其他缺點。悉尼大學的Gelion創始人兼發明者Thomas Maschmeyer教授描述了它的工作原理：
電池使用專有凝膠，而不是循環液體，因此公司名稱為凝膠離子（Gelion）。凝膠以可逆的方式對溴進行分子封裝，因此溴仍然可以用于電化學反應。為了解釋，他用尼龍搭扣的類比。“尼龍搭扣”狀凝膠粘在溴上，但當需要時，只需稍加拉，它就可以與它分離。他說，電池的拉力就是它的電勢。
其支持者表示，凝膠電池由廉價、易于采購和可回收的材料制成，可提供堅固、耐用、不可燃的存儲系統。
同樣重要的是，凝膠確保重的溴在整個電池中保持良好分布，減少分層和形成不良的鍍鋅，稱為枝晶，這可能會導致短路。反過來，枝晶減少會減少氣體和pH值漂移（電解質酸度或堿度的意外變化）。
通過保持凝膠內的所有東西都是均勻的，它基本上解決了流動帶來的所有問題，這樣問題就不會真正出現?！盡aschmeyer說?；蛘?，如果問題出現了，“它們可以用現有的電池技術范式來解決。這是超級安全的電池?！?/span>
與液流電池相比，該技術的缺點是，液流電池的每個組件都可以維修或更換，而凝膠電池如果故障，必須完全更換為新電池。
另一個普遍的缺點是它比鋰離子電池更重、更大。但是，鋰離子對溫度和電荷狀態敏感。Maschmeyer說，相比之下，鋅溴電池“更堅固”。從-15攝氏度到50攝氏度，都沒問題。零充電狀態也沒有問題，所以我們與鋰離子服務的市場完全不同?！?/span>
然而，Gelion的創造可能會讓一些潛在客戶猶豫不決。德國弗勞恩霍夫化學技術研究所液流電池小組的Jens Noack說，“能源部門非常保守，新技術通常很難進入。然而，如果終身價格合適，它們可以被接受?！彼a充說，非流動技術可能“投資成本較低，但能源吞吐量較低”。所以我們必須看看?！?/span>
至于應用，Gelion Endure的充電時間為4小時，放電在2到36小時之間，不適合像電動汽車或穩定電網電壓那樣快速爆發高功率。
Maschmeyer說，我們擅長的是能量轉移。我們的目標是固定可再生能源，使太陽能和風能成為基礎負荷發電。他舉了運行太陽能電解槽來生產綠色氫氣的例子。凝膠電池在白天充電，然后在陽光不照耀時放電?！拔覀兛梢赃\行電解槽，這樣它們就可以每周7天、每天24小時以最佳性能運行，我們的電池可以在高溫下日復一日地全放電運行。而在這種情況下，任何其他電池都會故障?！?/span>
新南威爾士州悉尼分校兼職副教授Noack說，需要便宜的存儲來彌補可再生能源波動造成的缺口。由于材料成本低，鋅溴技術可以做得很好。
為了將這項技術商業化，該公司正準備在倫敦證券交易所上市，以籌集1600萬英鎊。Gelion Endure電池將于明年在總部位于悉尼的伙伴Battery Energy Power Solutions和印度的第二個大型合作伙伴的幫助下進行試點生產。經過2022年全球客戶試驗，商業生產預計將于2023年開始。最初，電池的可用能量密度至少為47瓦時/升，比能量至少為37瓦時/千克。該公司還預測，隨著進一步優化，這些指標可能會翻一番。
為了快速提高產量，Maschmeyer提出了采用30多年來的密封鉛酸電池格式的想法。“這意味著我們能夠在鉛酸包裝的優勢中擁有溴化鋅的化學優勢。這意味著我們的電池的制造和外觀都像鉛酸電池——一個不流動的固體能量塊?！?/span>
Maschmeyer指出，這一決定的一個主要好處是，Gelion可以將現有的鉛酸電池生產線以相對較低的成本轉化為鋅溴電池生產線。Gelion還能夠利用工廠的材料處理、生產操作以及電池的儲存和運輸方式等。
他說，他們在印度的合作伙伴預計，通過大約1600萬美元的資本支出投資，Gelion可以將現有的鉛酸年產能提高到相當于溴化鋅的年產能。他說，相比之下，新建一座每年十億瓦時的鋰離子工廠需要花費1.35億美元。
至于Gelion的前景，Noack說，在固定存儲部門有很多擁有不同技術的競爭對手。與此同時，對存儲的需求呈指數級增長。“沒有一種技術能夠滿足所有需求。我認為，如果Gelion技術能夠實現較低的生命周期成本，并考慮到其安全性和環境友好性，那么它將能夠占據市場份額。”
https://spectrum.ieee.org/non-flow-battery#toggle-gdpr
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