一家美國公司正在設計一種大型電池，該公司表示，與鋰離子儲存系統相比，該電池可以更經濟地幫助國家電力部門實現脫碳，並且使用國產材料。
這種被稱為“鐵空氣電池”的概念給美國專家留下了深刻印象。與目前使用的鋰離子電池不同，後者需要主要來自其他國家的昂貴材料，如鋰、鈷、鎳和石墨，而擬議中的電池使用廣泛可用的金屬鐵來儲存電力。
它的工作原理是科學家所稱的“可逆生鏽”原理。鐵的低成本和高可用性使得鐵空氣電池能夠在太陽能和風力發電量低的時期儲存數天的電力。一家名為 Form Energy 的公司正在設計這樣一種鐵空氣電池，該公司總部位於馬薩諸塞州，由特斯拉公司的一名前官員共同運營。
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儘管鐵空氣電池最早在 1970 年代初期被研究用於電動汽車等應用，但最近的研究表明，根據阿貢國家實驗室聯合儲能研究中心主任 George Crabtree 的說法，它可能成為擴大美國未來公用事業綠色電力供應的“主要競爭者”。
用於汽車和公用事業規模儲存的鋰離子電池放電時間約為四個小時。而更大的鐵空氣電池可以儲存和釋放電力長達 100 小時，為公用事業公司提供四天的電力，以彌合美國電網中可能出現的可再生能源缺口。
物理學家 Crabtree 預測，鐵空氣電池還將幫助美國實現工業運營脫碳，並支援國防部更多地依賴可再生能源的計劃。
Crabtree 指出，雖然美國研究人員在 1970 年幫助發明了鋰離子電池，但直到 1991 年才推向市場。日本公司索尼集團公司是第一家銷售它的公司。此後，總部位於中國的公司佔據了領先地位，並且它們繼續主導著世界鋰離子電池市場。
Form Energy 成立於 2017 年。它是由兩家較小的美國儲能公司合併而成，其中一家由特斯拉前高管 Mateo Jaramillo 領導。
聯合創始人共同的願景是透過建立一類新型低成本多日儲能電池來重塑全球電力系統。他們開始測試幾種不同的化學物質，以製造出具有競爭力的國產電池。
他們最終選擇了鐵空氣電池，其中包括一塊鐵板、水基電解質和一層膜，該膜將受控的氣流送入電池。放電時，電池從空氣中吸入氧氣，並將金屬鐵轉化為鐵鏽。充電時，電流將鐵鏽轉化為鐵，電池撥出氧氣。
自成立以來，該公司已從投資者那裡籌集了 8.32 億美元，其中包括比爾·蓋茨的突破能源風險投資基金和總部位於盧森堡的跨國鋼鐵公司安賽樂米塔爾公司。
自 2021 年以來，Form Energy 已簽署合同，為兩家公用事業公司建設電池儲存設施。一家是佐治亞電力公司，南方公司最大的子公司。另一家是明尼蘇達州第二大電力公用事業公司大河能源公司，該公司為電力合作社供電。
Form Energy 正在與安賽樂米塔爾合作開發鋼鐵公司將向 Form Energy 供應的鋼鐵材料。這家電池公司拒絕透露何時宣佈其第一家工廠的建設，或工廠的選址。
“我們目前不談論這個，”Jaramillo 在一次採訪中說。
他的公司執行團隊包括首席科學官 Yet-Ming Chiang，他是一位材料專家，在麻省理工學院任教。他擁有 100 多項美國專利。
最初的儲能電池大約有家用洗衣機和烘乾機組合那麼大，對於汽車來說太大太重，但它可以取代鋰離子電池用於公用事業規模的儲能，因為它成本只有十分之一，容量也會大得多，Form Energy 表示。
Jaramillo 畢業於哈佛大學，獲得經濟學學位，後來在耶魯大學神學院學習神學。
“它可能在超出我能表達的更多方面幫助了我，”他談到他的宗教研究時說。“它幫助我保持對這個世界解決方案的清醒認識。沒有什麼是完美的。”
阿貢國家實驗室的 Crabtree 說，他對 Form Energy 迄今為止的成就印象深刻。與美國開發鋰離子電池的 21 年努力相比，Form Energy 可能在不到九年的時間內開發出鐵空氣電池。
“這表明，在應對氣候變化方面，快速行動是可能的。這是關鍵的答案，”Crabtree 說。
轉載自E&E News，經 POLITICO, LLC 許可。版權所有 2022 年。E&E News 為能源和環境專業人士提供重要新聞。