鈉(na)(na)離子(zi)(zi)電(dian)(dian)(dian)池簡介：鈉(na)(na)離子(zi)(zi)電(dian)(dian)(dian)池使用活性炭陽極(ji)和鈉(na)(na)錳(meng)基陰極(ji)，水性電(dian)(dian)(dian)解液在(zai)兩個電(dian)(dian)(dian)極(ji)之間(jian)傳輸鈉(na)(na)離子(zi)(zi)，進(jin)行充放電(dian)(dian)(dian)，這些(xie)材料都(dou)是無(wu)毒的，電(dian)(dian)(dian)池100％可回收。

公用事(shi)業(ye)機構(gou)需要(yao)廉價的(de)，持久(jiu)耐用的(de)方法，來存(cun)儲電(dian)廠生(sheng)產(chan)的(de)多余能(neng)量，特別是因為有(you)間(jian)歇的(de)電(dian)力，從太(tai)陽能(neng)和(he)風電(dian)場添加到混合(he)電(dian)網。不幸(xing)的(de)是，現有(you)電(dian)池用于電(dian)網級存(cun)儲，不是太(tai)昂貴，就是不能(neng)持續(xu)所需的(de)數千(qian)次循環，以(yi)便使它們具有(you)成本效益(yi)。

　　一種(zhong)新電池(chi)已經開(kai)發出來，開(kai)發者(zhe)是匹(pi)茲堡（Pittsburgh）的阿奎(kui)恩能量(liang)公(gong)司（Aquion Energy），他(ta)們使用簡單的化學反(fan)應(ying)，就是一種(zhong)水性電解液和(he)豐富的材料，如鈉和(he)錳，而且預期成本為每千瓦(wa)時存儲容量(liang)300美(mei)元(yuan)，不(bu)到鋰離子電池(chi)使用成本的三(san)分之一。第三(san)方測試表明(ming)，阿奎(kui)恩的電池(chi)可以持續5000次以上的充放(fang)電循環，而且有(you)超過85％的效率。

　　公司已獲得(de)3000萬(wan)美(mei)元的(de)風險(xian)資本，以(yi)加快(kuai)制(zhi)造它的(de)鈉離子電(dian)池（sodium-ion batteries）。這項新技術可能是最便宜的(de)方式，可以(yi)存儲(chu)大量能量，讓電(dian)網可以(yi)使(shi)用電(dian)池充電(dian)儲(chu)能，杰伊?惠特克（Jay Whitacre）說，他是公司的(de)創(chuang)始人兼首席技術官(guan)。

　　阿奎(kui)恩公司的電(dian)池(chi)(chi)使用(yong)活(huo)性(xing)炭陽極(ji)和鈉(na)錳基陰極(ji)。一種(zhong)水性(xing)電(dian)解液在(zai)兩個電(dian)極(ji)之間傳輸鈉(na)離子(zi)，進行充電(dian)和放電(dian)。原理類似鋰離子(zi)，但(dan)鈉(na)離子(zi)更豐富(fu)，因(yin)此使用(yong)更便宜。與溶劑型電(dian)解質(zhi)相比，水性(xing)電(dian)解質(zhi)更容易使用(yong)，也更便宜。更妙的是，這些材料都是無毒的，電(dian)池(chi)(chi)100％可回(hui)收，惠特克(ke)說。

　　下(xia)一步是(shi)這項技術(shu)的電(dian)網(wang)級測試。阿(a)奎恩公司已經開始(shi)裝運(yun)預生產的電(dian)池原(yuan)型，運(yun)送到離(li)網(wang)型太陽能電(dian)力(li)公司。下(xia)個(ge)月，一個(ge)1000伏(fu)的模塊會(hui)運(yun)送到荷蘭電(dian)工材料協會(hui)（KEMA），這是(shi)荷蘭的一家能源咨詢(xun)和(he)檢測公司，在費城（Philadelphia）外有一套設施。

　　公用(yong)事業公司使用(yong)存儲(chu)的(de)(de)能(neng)量，滿足使用(yong)高峰(feng)期間的(de)(de)電(dian)力(li)需求，這種(zhong)做法(fa)稱為調峰(feng)（peak shaving），有(you)助于保持電(dian)網的(de)(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)(he)效率，并(bing)降低(di)電(dian)價。惠特克說，阿奎恩電(dian)池的(de)(de)設計就是(shi)為了(le)這些電(dian)網應用(yong)。他(ta)說，“這非常(chang)非常(chang)適合離(li)網太陽能(neng)和(he)(he)風能(neng)支持，也適合調峰(feng)。這是(shi)兩種(zhong)非常(chang)不同(tong)的(de)(de)應用(yong)，而我(wo)們的(de)(de)電(dian)池已證明對(dui)兩種(zhong)都有(you)效。”

　　約翰?米(mi)勒（John Miller）是電(dian)(dian)(dian)化學(xue)電(dian)(dian)(dian)容器專家(jia)，也是咨詢公(gong)司(si)(si)(si)JME公(gong)司(si)(si)(si)總裁，這(zhe)(zhe)家(jia)公(gong)司(si)(si)(si)在(zai)俄(e)亥俄(e)（Ohio）榭柯高(gao)地(di)（Shaker Heights），他(ta)說，阿奎(kui)恩公(gong)司(si)(si)(si)的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)可(ke)能是最便宜的(de)，有各種(zhong)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)及智能充電(dian)(dian)(dian)技術爭(zheng)先恐后地(di)提供電(dian)(dian)(dian)網(wang)存(cun)儲(chu)。他(ta)以此對比當今最常見的(de)電(dian)(dian)(dian)網(wang)存(cun)儲(chu)技術，就是抽水蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)，這(zhe)(zhe)占95％的(de)公(gong)用事業級儲(chu)能。抽水蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)要(yao)在(zai)電(dian)(dian)(dian)力(li)需求(qiu)低的(de)時候，把水升到高(gao)處，在(zai)高(gao)峰期間放水通過渦(wo)輪機。然而(er)，這(zhe)(zhe)受到地(di)質和空間的(de)限制(zhi)，而(er)且抽水蓄(xu)電(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)需要(yao)多年時間，花費數百萬美(mei)元才(cai)能建成(cheng)。公(gong)用事業公(gong)司(si)(si)(si)現在(zai)開始考慮電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)，因(yin)為它們幾個月就可(ke)以交付，而(er)且原則上(shang)可(ke)以放置在(zai)任何地(di)方。

　　“鉛酸更是(shi)太昂(ang)貴(gui)了，”米勒說。“阿奎恩公司的技(ji)術正在到(dao)達抽蓄電的成本范圍，就是(shi)每千瓦時兩美(mei)分（在系統(tong)的使(shi)用壽命期間(jian)）。他們是(shi)獨到(dao)的，我(wo)會說，這非常有希望(wang)用于電網(wang)存儲(chu)。”

　　到目(mu)前為止(zhi)，沒有(you)現成技術(shu)能(neng)夠滿(man)足(zu)所(suo)有(you)電網(wang)的(de)儲(chu)能(neng)要求，哈雷西?卡瑪斯（Haresh Kamath）說(shuo)，他是(shi)電力研(yan)究院（Electric Power Research Institute）能(neng)量儲(chu)存項目(mu)經理(li)。“每(mei)種技術(shu)都有(you)不(bu)同(tong)的(de)最(zui)有(you)效(xiao)點”，在成本，安(an)全性，可(ke)靠性，壽命(ming)和效(xiao)率方面(mian)，都是(shi)這(zhe)樣(yang)，他說(shuo)。

　　有一些電力公司使用鉛酸電池和鈉硫電池，用于電網存儲。鉛酸電池便宜，但只有500-1000個循環，而鈉硫電池很昂貴，每千瓦時達1000美元。其他新興技術，鋰離子電池，地上壓縮空氣存儲，以及流(liu)體(ti)電池（flow batteries），仍(reng)然十分昂貴，而且未經證(zheng)實。

　　電(dian)網蓄電(dian)池(chi)技術(shu)也“必須即插(cha)即用，而且不需(xu)要大(da)量(liang)的安(an)裝，”阿(a)(a)里?諾萊(lai)（Ali Nourai）說，他是(shi)荷蘭電(dian)工(gong)材料協會執行(xing)顧問。阿(a)(a)奎恩公司(si)的電(dian)池(chi)可能也有缺點(dian)，就(jiu)(jiu)是(shi)大(da)而笨重，就(jiu)(jiu)和鉛(qian)酸電(dian)池(chi)一樣(yang)，諾萊(lai)說，但(dan)是(shi)，它們成本低，循環壽命長(chang)，就(jiu)(jiu)彌補了這一點(dian)。“用于電(dian)網存儲，最(zui)大(da)障(zhang)礙是(shi)成本，而阿(a)(a)奎恩公司(si)在此占了上風，”他說。“如果(guo)價格(ge)合適，人們會容忍低效率(lv)和高重量(liang)。”

　　卡瑪斯說(shuo)，鈉離子(zi)電池是(shi)(shi)一項有趣的(de)新技(ji)術(shu)，但電網級演示將辨明(ming)，它(ta)所具備的(de)，是(shi)(shi)否(fou)是(shi)(shi)公用(yong)事業公司正在尋找(zhao)的(de)。“與任何(he)其他技(ji)術(shu)不同，這是(shi)(shi)一項非(fei)常早期階段的(de)技(ji)術(shu)，我們不知道它(ta)能做什(shen)么，”他說(shuo)。“原則上說(shuo)，它(ta)看起來是(shi)(shi)非(fei)常有前途的(de)，這就是(shi)(shi)為什(shen)么，這個行業有很多(duo)人對(dui)此感到興奮，但是(shi)(shi)，這些承諾(nuo)是(shi)(shi)否(fou)能兌現，還有待觀察。”

　　盡管如此，惠特克對阿奎恩公司還是有雄心勃勃的計劃。這家公司正在制作35瓦時的組件，是模塊化的，在它的研發設施中可堆疊。明年，這家公司希望，在這個工廠生產多兆瓦時值的充電電池，推出(chu)它(ta)的第(di)一(yi)(yi)款商業化產品，并破土動工(gong)，修(xiu)建一(yi)(yi)座500兆瓦時產能的工(gong)廠(chang)。