什么是鋅空氣電池？

鋅空氣電池是一類(lèi)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(lèi)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(chǔ)能的興起率先在美國(guó)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(guò)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–

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(lèi)選擇極其廣闊。美國(guó)EOSEnergyStorage公司公開(kāi)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(wú)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(wú)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(chǎng)的現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)格局，是一項(xiàng)非常有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和廣闊市場(chǎng)空間的技術(shù)。

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(lái)，可充電的鋅空氣電池在國(guó)外再次得到了重視。如美國(guó)EOSEnergyStorage、ImprintEnergy和Fluidic公司、挪威REVOL公司等。美國(guó)Fluidic能源公司在2009年解決了金屬空氣電池負(fù)極枝晶問(wèn)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(chǔ)能項(xiàng)目，累計(jì)約5.5MW。美國(guó)EOSEnergyStorage公司研究開(kāi)發(fā)的EosAurora1000│4000鋅-空氣電池系統(tǒng)專(zhuān)為滿(mǎn)足電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能市場(chǎng)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(chǔ)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(chǔ)能項(xiàng)目。

EOSEnergy鋅空氣電池儲(chǔ)能項(xiàng)目有哪些？

鋅電池儲(chǔ)能項(xiàng)目

1.ConEdison/EosEnergyStorage分布式儲(chǔ)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(cè)試EOS的尖端能源存儲(chǔ)技術(shù)。該項(xiàng)目應(yīng)用的是EOS一款名為EosAurora的1MW/6MWh級(jí)鋅空氣電池。該空氣電池運(yùn)用了Eos的新穎、低成本和專(zhuān)有的鋅混合陰極技術(shù)，可循環(huán)5000周，壽命長(zhǎng)達(dá)15年。該項(xiàng)目的運(yùn)行可以降低客戶(hù)成本，推遲公用事業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)，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(yáng)能光伏發(fā)電連接，應(yīng)用到社區(qū)級(jí)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(hù)/終端用戶(hù)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(chǔ)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(kāi)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(chǔ)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(guò)2014年的能源存儲(chǔ)請(qǐng)求，申請(qǐng)到該儲(chǔ)能項(xiàng)目。該儲(chǔ)能系統(tǒng)是KingsCounty的6個(gè)階段的電池儲(chǔ)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(yáng)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。