今年，全球地?zé)岚l(fā)電量達(dá)14.9千兆瓦。這一數(shù)字與化石燃料、可再生能源發(fā)電量相比可能有些微不足道，但是發(fā)電量還在不斷增長(zhǎng)。而且就在最近，一些科學(xué)家專門(mén)為地?zé)岚l(fā)電設(shè)計(jì)了一款電池存儲(chǔ)系統(tǒng)。
地?zé)岚l(fā)電量全球前十國(guó)家
東京工業(yè)大學(xué)的松下博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組最近開(kāi)發(fā)出一種電池，可以在100℃甚至更低溫度下將熱量直接轉(zhuǎn)化為電能?？茖W(xué)家將其稱為敏化熱電池（STCs），并表示可以將這種電池埋在地表，直接從地表生產(chǎn)和儲(chǔ)存電能。
他們簡(jiǎn)單解釋了這個(gè)過(guò)程：STC是“三層三明治夾在電極之間：電子傳輸層（ETM）、半導(dǎo)體層（鍺）和固體電解質(zhì)層（銅離子）。簡(jiǎn)而言之，在半導(dǎo)體中，電子通過(guò)熱激發(fā)從低能態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣軕B(tài)，然后自然地轉(zhuǎn)移到ETM。”
“它們通過(guò)電極離開(kāi)，穿過(guò)外部電路，通過(guò)反電極，最后到達(dá)電解質(zhì)。在電解質(zhì)的兩個(gè)界面上，發(fā)生銅離子的氧化和還原反應(yīng)，使低能電子轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體層，從而可以重新開(kāi)始這一過(guò)程，形成一個(gè)完整的電路。”
最初，研究小組預(yù)計(jì)該過(guò)程會(huì)達(dá)到平衡，發(fā)電將在某一點(diǎn)停止。但他們意外地發(fā)現(xiàn)，只要簡(jiǎn)單地?fù)軇?dòng)外部電路中的開(kāi)關(guān)，反應(yīng)就會(huì)重新開(kāi)始。松下表示，實(shí)際上，這意味著你可以把兩個(gè)這樣的電池埋在一個(gè)地?zé)狳c(diǎn)上，然后利用它們各自的能量相互切換開(kāi)關(guān)，從而無(wú)限發(fā)電。
像這樣的發(fā)現(xiàn)，確實(shí)可以把地?zé)岚l(fā)電變成世界能源結(jié)構(gòu)中更重要的一部分。雖然它們?cè)跐撃馨l(fā)掘數(shù)量方面不如其他電池多，但在這一領(lǐng)域也出現(xiàn)了一些較為成功的案例。
例如，今年早些時(shí)候，一家澳大利亞公司宣布他們已經(jīng)設(shè)計(jì)出世界上第一個(gè)可用熱電池。CCT儲(chǔ)能公司稱其產(chǎn)品為熱能裝置，并表示它可以接受任何來(lái)源的電能，并以潛熱的形式儲(chǔ)存電能。
這種電池的工作原理是加熱和熔化一種獨(dú)特的材料，其能量密度是鉛酸電池的12倍。必要時(shí)，通過(guò)熱發(fā)生器提取存儲(chǔ)的能量。
另外，澳大利亞的另一個(gè)研究小組正在研究一種專門(mén)用于太陽(yáng)能電站儲(chǔ)能的熱電池。
“電池使用高溫金屬氫化物或金屬碳酸鹽作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，使用低溫氣體儲(chǔ)存容器來(lái)儲(chǔ)存氫氣或二氧化碳?！表?xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)人，科廷大學(xué)的克雷格教授表示，“夜晚時(shí)候，云層覆蓋，氫氣或二氧化碳從氣體儲(chǔ)存容器中釋放出來(lái)，被高溫金屬吸收，形成金屬氫化物/金屬碳酸鹽，產(chǎn)生的熱量可以發(fā)電?！?
今年，伍德瑪肯西能源咨詢公司預(yù)計(jì)全球電池存儲(chǔ)容量將擴(kuò)大到8 千兆瓦左右，其中美國(guó)占全球增長(zhǎng)的21%，一路領(lǐng)先。下一個(gè)是韓國(guó)，占16%，中國(guó)將占存儲(chǔ)容量增長(zhǎng)的15%。
儲(chǔ)能無(wú)疑是一個(gè)高增長(zhǎng)潛力市場(chǎng)。誠(chéng)然，目前的成本不允許大規(guī)模推廣，許多電池還處于實(shí)驗(yàn)階段，其可擴(kuò)展性還有待證明。然而，事實(shí)上，我們正在努力尋找更清潔、更高效、更便宜的替代能源，以取代當(dāng)前的發(fā)電和存儲(chǔ)技術(shù)，這意味著我們走上了正確的道路。
