中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:使用液體循環(huán)式鋅空氣電池在社會(huì)配套系統(tǒng)建設(shè)上的投資將節(jié)省許多成本，因?yàn)榘l(fā)展鋅空氣電池只是在現(xiàn)加油站的基礎(chǔ)上增加“加液罐”即可。
鋅儲(chǔ)能是發(fā)電和移動(dòng)發(fā)電中的一項(xiàng)技術(shù)成果，其技術(shù)可廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)的削峰填谷，與太陽(yáng)能、風(fēng)能的配套以及電動(dòng)汽車等。
何為鋅空氣技術(shù)？
其實(shí)，鋅空氣發(fā)電原理早在100年前就已經(jīng)出現(xiàn)了，通俗來(lái)講，就是利用空氣中的氧氣和金屬鋅在催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)而產(chǎn)生直流電，其反應(yīng)生成物氧化鋅經(jīng)過(guò)電解還原又生成金屬鋅，從而再次投入反應(yīng)，再放電、再還原，如此循環(huán)往復(fù)。
由于正極使用的是取之不盡的空氣，無(wú)需成本，而負(fù)極使用的是鋅，鋅的儲(chǔ)量大、易獲取，且性能穩(wěn)定、比能量高，電化學(xué)行為研究又比較充分，在未來(lái)將可成為儲(chǔ)能發(fā)電、移動(dòng)電源等方面的主流產(chǎn)品。
因此，鋅空氣技術(shù)既是一種高效儲(chǔ)能工具，又是一種燃料電池，既可以作為原電池用，又可作為充電電池用。只要不斷提供燃料鋅，就可以連續(xù)輸出電能。
發(fā)電裝置強(qiáng)大
高能量密度、高功率密度是鋅儲(chǔ)能發(fā)電裝置的主要特點(diǎn)之一。該產(chǎn)品的重量比能量是400～1000Wh/kg，目前重量比功率的水平是60～180w/kg，超過(guò)美國(guó)先進(jìn)電池聯(lián)合會(huì)（USABC）中期性能指標(biāo)（150w/kg）。
鋅儲(chǔ)能發(fā)電裝置的輸出容量不僅大，而且電流、電壓平穩(wěn)。過(guò)去一些產(chǎn)品在使用中，鋅極反應(yīng)生成物附著在極板上，越來(lái)越厚，使鋅極和電解液接觸不良，輸出的電流越來(lái)越小，電壓也越來(lái)越低。由于電解液改為循環(huán)式的流動(dòng)狀態(tài)，在流動(dòng)中不斷沖刷鋅極表面，使得鋅極表面一直處在最佳電化學(xué)狀態(tài)，負(fù)極活性物質(zhì)可隨機(jī)加入，并且實(shí)現(xiàn)了放電的自動(dòng)控制，大大提高了裝置的使用壽命。
鋅儲(chǔ)能發(fā)電的價(jià)格較低廉，每千瓦只需投資約7000元（包括變壓器、逆變器、發(fā)電裝置和儲(chǔ)能裝置），采取積木式排列組合，電壓根據(jù)需要隨意調(diào)節(jié)，容量也可任意設(shè)置。
對(duì)環(huán)境是否有污染是當(dāng)前評(píng)定產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)。鋅儲(chǔ)能無(wú)噪音、零排放，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是一種清潔環(huán)保的產(chǎn)品，還可以削峰填谷，用電低谷時(shí)段存電，用電高峰時(shí)段發(fā)電，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、減排的目的?？梢越o風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源提供儲(chǔ)能配套，達(dá)到調(diào)峰的目的，同時(shí)使發(fā)電曲線更加平穩(wěn)、高效，并網(wǎng)更加安全。
另外，安全性、穩(wěn)定性也都很強(qiáng)。鋅不僅儲(chǔ)量豐富，且由于性能穩(wěn)定、安全可靠，使得無(wú)論是運(yùn)輸還是儲(chǔ)藏、應(yīng)用，都相當(dāng)安全方便。
建設(shè)周期短、能量轉(zhuǎn)換率高，同樣是鋅儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)之一，系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量與額定功率相互獨(dú)立，存儲(chǔ)的電量取決于鋅粉的數(shù)量。
應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著
鋅儲(chǔ)能具有多種優(yōu)勢(shì)，不僅可以采用鋅儲(chǔ)能發(fā)電裝置技術(shù)來(lái)儲(chǔ)電和放電可以降低用電高峰時(shí)的電力壓力。在非電力使用高峰時(shí)儲(chǔ)電，在電力高峰時(shí)放電，用于平衡電網(wǎng)高峰時(shí)段需求。而且鋅儲(chǔ)能發(fā)電裝置對(duì)變電站而言，可解除電力容量束縛，延緩電力投資，提高電能質(zhì)量，并且可提供備用電源、應(yīng)急電源。
時(shí)下大力發(fā)展的風(fēng)能發(fā)電，由于其不穩(wěn)定的特點(diǎn)，其對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊性很大，威脅電網(wǎng)的安全，造成現(xiàn)有電網(wǎng)運(yùn)行困難。鋅儲(chǔ)能發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就可以充分顯現(xiàn)出來(lái)：可以在有風(fēng)時(shí)儲(chǔ)電，弱風(fēng)或無(wú)風(fēng)時(shí)發(fā)電；電網(wǎng)不需電時(shí)儲(chǔ)電，需電時(shí)發(fā)電。經(jīng)其儲(chǔ)存后再并網(wǎng)，有效利用更多的風(fēng)能并提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，使風(fēng)能發(fā)電曲線更加平穩(wěn)，以保護(hù)電網(wǎng)安全。同時(shí)可以增加風(fēng)能在偏遠(yuǎn)電力系統(tǒng)中的使用比例，可以存儲(chǔ)超過(guò)系統(tǒng)負(fù)荷的風(fēng)能。
鋅儲(chǔ)能在太陽(yáng)能光伏發(fā)電中也可以發(fā)揮巨大的作用。太陽(yáng)能光伏發(fā)電在夜間、刮風(fēng)、下雨和陰天等無(wú)太陽(yáng)時(shí)段受到局限，而鋅儲(chǔ)能發(fā)電技術(shù)可以在有太陽(yáng)時(shí)儲(chǔ)電，沒(méi)有太陽(yáng)時(shí)發(fā)電，最大限度滿足電網(wǎng)需求和盡可能提高發(fā)電的均衡性，提高系統(tǒng)的效率。對(duì)于太陽(yáng)能光伏離網(wǎng)發(fā)電有現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用潛力。
最后，為離網(wǎng)和薄弱電網(wǎng)區(qū)域提供穩(wěn)定電力。作為移動(dòng)電源還可用在野外作業(yè)、礦山、通訊基站、無(wú)電網(wǎng)區(qū)域，替代柴油機(jī)，減少對(duì)化石能源的消耗。降低其造成的污染、不穩(wěn)定及高成本甚至危險(xiǎn)等因素，也可減少因鉛酸電池造成的二次污染及其容量低，比能量低的不足。
液體循環(huán)鋅空電池凸顯個(gè)性
液體循環(huán)式鋅空氣電池同樣具有多種特性。電池重量輕，比能量高。理論比能量為1350wh/kg，實(shí)際比能量400～1000wh/kg。電池一致性優(yōu)良。由于采用“液體循環(huán)技術(shù)”和電解還原“充電”方法，最大限度地保證了電池的一致性。
其實(shí)，使用液體循環(huán)式鋅空氣電池在社會(huì)配套系統(tǒng)建設(shè)上的投資將節(jié)省許多成本，因?yàn)榘l(fā)展鋅空氣電池只是在現(xiàn)加油站的基礎(chǔ)上增加“加液罐”即可。另外，電池放電結(jié)束后生成物主要成分是氧化鋅，電解還原后，得到鋅粉和氫氧化鉀溶液，這兩種物質(zhì)可再次投入使用，循環(huán)往復(fù)。兩條路徑都可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。“還原中心”用谷值電還原，對(duì)國(guó)家電網(wǎng)起到削峰填谷的積極作用，而且經(jīng)濟(jì)性更高。
雖然使用液體循環(huán)式鋅空氣電池的成本并不高，但并不代表安全性能不好。恰好相反，液體循環(huán)式鋅空氣電池的安全性高、穩(wěn)定性也很強(qiáng)，續(xù)駛里程通常都可達(dá)到400公里以上。
液體循環(huán)式鋅空氣電池，克服了傳統(tǒng)鋅空氣電池存在的鋅極易鈍化、電解液已干涸和上漲、電解液的碳酸鹽化、自放電嚴(yán)重等問(wèn)題，解決了抗腐性碳用于空氣電機(jī)基體、新氧電極催化劑、新鋅電機(jī)等國(guó)內(nèi)外與鋅空氣電池的重大難題。經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證，該技術(shù)已經(jīng)完全可以達(dá)到電動(dòng)汽車用標(biāo)準(zhǔn)，只是電機(jī)、電控、電源以及車體的整體配套還需進(jìn)一步深入研究提高。
鋅空電池汽車應(yīng)用模式
如果電機(jī)、電控、電源以及車體的整體配套設(shè)施能夠得到進(jìn)一步完善，鋅空氣電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用將是一項(xiàng)不錯(cuò)的選擇。
在應(yīng)用模式方面，城市公交車輛可采用以公交分公司為基礎(chǔ)單位，分別建立“還原中心”，車輛回場(chǎng)后視電池放電的狀況（如需要）將放電反應(yīng)生成物（液體）放出，將其送入還原裝置進(jìn)行電解還原，以備車輛電池組再次添加。
轎車則可采取在加油站附設(shè)“加液站”的方法。在現(xiàn)有加油站增設(shè)一定儲(chǔ)量的加液罐和回收罐，車輛續(xù)駛里程即將完成時(shí)，到加液站將放電反應(yīng)生成物放出，重新加入新的液體，繼續(xù)行駛。而加液站將回收的廢液運(yùn)回還原中心進(jìn)行電解還原，將還原的液體再運(yùn)往加液站。還原中心建立的規(guī)模、數(shù)量視該城市的車輛保有數(shù)量而定。
此外，除在“還原中心”和“加液站”進(jìn)行“加注”外，還可接受特設(shè)的“流動(dòng)服務(wù)車”的加注與服務(wù)，也可打電話、發(fā)短信上門服務(wù)。
液體循環(huán)式鋅空氣電池，克服了傳統(tǒng)鋅空氣電池存在的鋅極易鈍化、電解液已干涸和上漲、電解液的碳酸鹽化、自放電嚴(yán)重等問(wèn)題，解決了抗腐性碳用于空氣電機(jī)基體、新氧電極催化劑、新鋅電機(jī)等國(guó)內(nèi)外與鋅空氣電池的重大難題。
