中國儲能網(wǎng)訊:由于在內(nèi)河航道航行的距離相對較短,因此船舶采用電池推進技術更具吸引力。雖然采用的電池通常是鋰離子電池和鉛酸蓄電池,但熔融鹽儲能的電池可能是更好的選擇,因為這種電池可以在高溫的環(huán)境下運行,并提供更長的使用壽命。
熔融鹽儲能系統(tǒng)
雖然電化學電池是現(xiàn)代交通可充電儲能技術的基礎,但熱儲能曾是交通儲能技術的基礎。在蒸汽鐵路時代,蒸汽機車甚至一些船舶依靠蒸汽的熱能運行。在250psia(磅/平方英寸)至1000psia的高壓下,水的溫度遠高于標準大氣壓下的正常沸點,溫度超過200℃。當節(jié)流閥打開時,系統(tǒng)內(nèi)的壓力下降,導致一些熱水閃蒸成蒸汽,釋放出能量。
早期建造的一些短程潛艇是由蒸汽驅(qū)動的,蒸汽在汽缸中膨脹,驅(qū)動螺旋槳運轉。而在鐵路運輸中,蒸汽可以驅(qū)動火車運輸貨物。閃蒸蒸汽推進技術非??煽浚⑶疫\行成本非常低。早在1924年,丹麥就致力開發(fā)熔融鹽儲能技術,其中采用在300℃下儲存熱量的氫氧化鈉,并且用于產(chǎn)生蒸汽。而在現(xiàn)代,太陽能熱能發(fā)電場采用熔融鹽熱儲能技術產(chǎn)生電力。
現(xiàn)代高溫儲能技術
而如今有兩種截然不同的高溫儲能方法:一種是經(jīng)過驗證的太陽能熱能發(fā)電廠正在使用的熱熔融熱儲能技術。在白天,將一部分太陽能的熱能導入高溫、熱熔融熱儲能器中。低成本的熱儲能材料為天然的硝酸鈉和硝酸鉀的混合物。高性能熔融混合物包括氟化鈉和氫氧化鈉,或可以產(chǎn)生過熱蒸汽的氟化鋰和氫氧化鋰。
另一種高溫儲能技術是采用隔板分離器的熔融硫酸鈉電池,以實現(xiàn)熔融硫和熔融鈉之間的受控電化學相互作用。熔融硫酸鈉技術已應用于固定的電網(wǎng)規(guī)模儲能應用。然而,硫酸鈉電池具有易燃的缺點。隔板技術的性能對電網(wǎng)規(guī)模熔融金屬電池的性能和壽命至關重要。麻省理工學院的研究人員在Donald Sadoway教授的指導下,在開發(fā)長壽命熔融金屬電池應用的耐用分離器技術方面取得了重大突破。
電池的壽命和成本
電化學電池技術初始和更換成本較高,并且使用壽命有限。相比之下,熱儲能技術可大大延長使用壽命,降低長期成本。原有的閃蒸蒸汽儲能技術可以實現(xiàn)數(shù)萬次重復深循環(huán)充放電,成本低,使用壽命大大延長。同樣,熱熔熱儲能也提供了幾十年內(nèi)的使用壽命,幾乎無限的深循環(huán)再充電和放電循環(huán),以及長期較低的成本。
固定式與移動儲能應用
閃蒸蒸汽和熱熔融熱儲能技術已經(jīng)用于固定和移動的儲能應用。閃蒸蒸汽儲能技術在鐵路運輸服務中以低成本提供可靠的性能,并在短途海上應用中提供替代應用,例如拖船服務?,F(xiàn)代高性能熱熔儲能技術涉及采用氫氧化鈉和氟化鈉的混合物。氫氧化鋰和氟化鋰的混合物在427℃下儲存超過1100kJ/kg的熱能。雖然鈉混合物可以提供汽化熱,將液態(tài)水轉化為飽和蒸汽,但鋰混合物可以使蒸汽過熱,以便在發(fā)動機中有效膨脹。
雖然熔融金屬電化學電池已經(jīng)開發(fā)用于固定式電網(wǎng)儲能應用,但是可以將該技術用作內(nèi)陸水道推進船舶航行的儲能技術。
在船舶的應用中,可以滿足其每1,000立方英尺容量為1MWh熔融鹽電池的重量、體積、絕緣、能量密度的要求。
美國麻省理工學院(MIT)在分離器技術方面取得的進展,將極大地延長其使用壽命,并降低熔融鹽電化學電池的長期成本,使該儲能技術與鋰電池技術相比更具競爭力。