“空气电池”研发竞争白热化

蓝狮平台网讯：据《日本经济新闻》7月5日报道，作为风能等可再生能源储电用的固定电源，“空气电池”接近实用化。

由于电极材料价格便宜，根据类型的不同，空气电池制造成本或降到锂离子电池的十分之一以下。全世界正积极推进空气电池研发，期待达到加快脱碳的效果。

空气电池是新一代蓄电池，其正极使用的是吸收空气中的氧的材料，负极使用金属等材料。放电时，金属离子从负极向正极移动，与从空气中吸入的氧发生反应而产生电。而在充电过程中，则发生金属离子与氧分离并从正极移动到负极的反应。

由于负极使用的材料是便宜的铁和锌，制造成本低。正极几乎不需要容积，理论上，空气电池在蓄电池中单位体积的电容量最大，但目前实际上还达不到锂离子电池的一半。由于不能做得很小，其在容易确保较大安装空间时的应用备受关注。为推进脱碳，风能和太阳能等可再生能源储电用电池的需求是存在的。

空气电池作为一次性电池已经实现实用化。早先的空气电池劣化严重，无法进行充电。近年来，有关企业发现了能够抑制劣化、反复充放电的材料，正在加速蓄电池研发。

今年2月，美国初创企业福姆能源公司宣布，将向佐治亚州的电力公司提供容量为1500兆瓦时的电力存储设施，使用的是其独立研发的“铁空气电池”。设施将用于可再生能源储电，可存储相当于美国约4.5万户普通家庭一天所用电量。

福姆能源公司还与明尼苏达州的电力公司一起建造了150兆瓦时的实证用存储设施。其目标是，在电力公司从火力发电等转向可再生能源之际，向其提供电力存储设备。据称，该公司研发的铁空气电池量产时的制造成本最终将达到每千瓦时（容量）20美元，不到锂离子电池的十分之一。由于使用具有不燃性的电解质，这种电池的安全性很高。

美国卡内基-梅隆大学2021年8月发布的制造成本估算数据显示，铁空气电池成本约为每千瓦时25美元。这种电池在正极等方面还有进一步降低成本的空间，在长期储能方面有发展前途。

日本初创公司科尼克斯系统公司（位于京都府精华町）正在研发一种新型铁空气电池，拟结合氢氧燃料电池的技术。公司设想将材料成本降至常规成本的十分之一以下，目标是2025年发售，用于可再生能源储电等领域。

利用各种电极材料的空气电池的研发工作正在不断推进。加拿大初创企业锌8能源解决方案公司正在研发使用锌材料的“锌空气电池”。其可再生能源储电等方面的实证实验将于2022年秋季在纽约市启动。公司将建造一个与太阳能发电等相组合的1.5兆瓦时设施，为公寓楼供电。据称，锌空气电池容量往往高于铁空气电池。该公司制造锌空气电池的成本为每千瓦时45美元，不到锂离子电池的四分之一。

比利时初创公司AZABattery将于2023年初开始试生产空气电池。其目标是，于2026年开始量产，在2027年实现1.2千兆瓦时的年产量。公司设想的制造成本为每千瓦时25至35美元。

日本FDK公司正在研发“氢空气电池”。负极使用储氢合金，通过让氢与从正极吸入的氧发生反应产生电能。由于电解液不是具有可燃性的有机溶剂，安全性较高。公司正在进行实证试验，目标是在2023年向电力公司等提供样品。据称，制造成本正在估算中，最终将与锂离子电池大致相同。公司还正在研发将含有价格较高的钌的正极催化剂用量减半等技术。

如果使用寿命足够长，空气电池将可以应用于无人机等各个领域。空气电池现在主要用于可再生能源储电，其应用范围可能会进一步扩大，更轻的空气电池的研发或将取得进展。