鐵-空氣電池是什麽電池？

TIME: 2022-07-05 新聞資訊

宣布在铁-空气电池领域取得重大突破的是一家名为Form Energy的电池初创企业，据悉成立短短十年的Form Energy便得到了贝索斯、比尔盖茨等人的支持，至今已完成共计3.25亿美元融资。而在筹集了数亿美元并对十年的研究进行了改进之后，Form Energy在近期终于向世界赠送了一个能源技术的圣杯。

Form Energy公司公布的铁-空气电池的部分魅力在于它的简单性，只有两种常见的主要成分——

铁和空气，因此被称为铁-空气电池。虽然铁的提取也会导致空气和水的污染，但铁-空气电池可以的完成充电放电周期可以长10000次，而锂的循环次数只有3000次（这相当于铁-空气电池可以使用30年，而锂只有10年）。铁在地壳中的含量也更多，使它的成本远远低于传统电池与其他金属空气电池所需的各种元素，其每个电池在每干瓦时的存储中只需花费价值6美元的材料，并且完全成型的电池系统的成本将低于每千瓦时20美元，使其总体上比锂离子电池便宜得多，Form Energy公司对其电池的最新评估认为其成本低至锂单元Q的十分之一。

但这还不是他们最令人兴奋的地方，Form Energy公司的创新在于其推出的铁-空气电池是一种固体电解质的静态电池，而不是使用电解液的液流电池，具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性，同时能量密度也更有优势，钻酸锂的电解质溶液充电到4.45V，三元材料可以充电到4.35V便会被氧化，而固体电解质可达到5V，有利于提升电池系统的能量密度。

铁-空气电池是一个可充电150小时的系统，这意味着它们可以为电网提供超过6天的电力。我们的社会将最终拥有一个安全的、全可再生的电网，使我们能够完全脱离化石燃料发电厂。而且我们不必再等太久就能做到。Form Energy的下一阶段是向电网规模的发电厂发展，计划在2023年建立一个示范工厂，并在2025年将功能齐全的长寿命铁电池投入电网。已经有几家公用事业公司正在与Form Energy公司就部署其新电池进行沟通，这可能正是让美国实现到2035年实现无碳化Q的目标。

但是，鐵-空氣電池究竟是如何達到這一效果的呢？它是通過被稱爲可逆生鏽的東西發生的。一個單一的大型電池單元可以包含10-20個電池堆。在這些電池中，有三個主要部分：陽極、陰極和電解質。這些是構成任何電池的主要部分，使其能夠産生和儲存電力。在這種情況下，陽極是由鐵球組成的，而呼吸空氣的陰極位于另一端。這兩個部分都浸沒在水基電解質a中，允許進入的空氣與鐵發生反應。這個反應將鐵氧化成氫氧化鐵，在這個過程中釋放出電子。然後，它進一步將鐵氧化成鐵鏽–這個過程釋放出更多的電子並爲我們提供電力。所有這一切意味著，在放電過程中，鐵鏽會在陰極堆積，但在充電階段，通過電池單元的電流會逆轉反應，使氧氣從鐵鏽中釋放出來，鐵又被還原了回來。

鐵-空氣電池並不能取代锂電池，在很多情況下鐵-空氣電池並不合適，因爲它們太過笨重，在要求輕便的領域，如手機、電腦，甚至電動汽車領域都不合適。鐵-空氣電池的真正用武之地還是在家庭、電網、數據中心等回定場景做電力儲存，是我們向清潔能源過渡的最後一塊。如果風能、太陽能、核能和地熱能能夠與锂離子電池一起提供我們80%的電力，那麽最後的20%則又希望用鐵-空氣電池來解決。

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