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探討:鋁空氣電池應用于船舶

2022-04-22


2022年2月,一公吨碳酸锂盐的价钱从一年前的 9600 美元最高涨到了69000美元,这种质料的涨价正不停推高锂电池的成本。

  2022年2月,一公吨碳酸锂盐的价钱从一年前的 9600 美元最高涨到了69000美元,这种质料的涨价正不停推高锂电池的成本。

  对此,外洋专家Harry Valentine撰文体现,铝空气电池储能技术具有较高的储能容量,并可安装在尺度的20尺集装箱内,可以成为船舶动力的一种新选择。

 

  長期以來,由鉛、氧化鉛和硫酸組成的鉛酸電池一直是主流的可充電電化學電池技術,並廣泛應用于汽車行業。近年來,太陽能發電和風力發電的擴張産生了對大規模儲能技術的需求。用于牢固電網規模應用的電化學儲能技術已經取得了一些進展。

  一些大型电化学、电网规模的电池技术已经可以在集装箱内部运行。来自以色列的铝空气电池技术就属于这种情况,它可以在尺度 20 英尺集装箱内存储 4,800 千瓦时并提供稳定的 240 千瓦(320 马力)输出。在同等重量和体积下,相比钒流、液态金属或锌-溴-凝胶技术,铝空气电池可以储存更多的能量;在成本和存储能力方面,它优于锂离子技术。

  直流電池的結構包罗陽極和陰極,陽極通常占電池重量的70%,而陰極占總重量的5%左右。鋁空氣電池由純輕質鋁制成的陽極與空氣陰極結合在一起。重量輕和化學身分的結合使它能夠提供比更昂貴的锂離子電池多三倍的能量密度。

  铝空气电池在使用中生成氢氧化铝,即 Al(OH)3或H3AlO3。铝空气电池不能充电,但可以完全接纳。当铝空气电池耗尽后,有多种化学要领可以从氢氧化铝中提取纯铝,这使得铝空气电池可以实现连续接纳。

  鋁空氣電池的成本以及可接纳的特性使其與锂電池相比具有競爭力。成組的集裝箱鋁空氣電池可以在較長時間內以穩定的輸出運行。而在海上作業中,電池容器需要快速方便地使用、安裝和更換,這使得在內河和沿海服務的拖船、駁船使用鋁空氣電池成爲可能。

  Valentine体现,一艘长90米、宽26米、吃水3米的电池动力拖船可以携带120个集装箱电池,提供576,000千瓦时的电力,可以推动一艘需要3,000千瓦(4,000马力)的船舶以 10节的速度航行180小时。在耗尽和更换之前,这些电池可提供长达190小时的服务。在水路服务中,一艘尺度的密西西比驳船(长60米、宽10.6米、吃水2.4米)可运载32个集装箱电池,携带电力达153,600千瓦时。

  鋁空氣電池的優點還包罗,在運行過程中産生的化學物質可防止熱量積聚,從而間接防止锂電池可能發生的爆炸和火災。航運業近年來已發生了多起直接或間接因锂電池導致的船舶火災。

  Valentine体现,與锂離子技術相比,鋁空氣電池技術以更低的成本提供更高的能量存儲密度,並且整個電池及其化學物質可以在能量耗盡後接纳和再制造。這種電池最適适用于可以輕松拆卸、重新安裝且複雜水平較低的應用,好比船舶的容器化電力解決方案。