鐵電池：永續電池生產的未來

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  量子運行遠見
• 2024 年 5 月 9 日

洞察總結

鐵電池為擺脫目前對鋰離子電池的依賴提供了一條有前途的道路，鋰離子電池以其高能量密度而聞名，但也因其環境和安全缺陷而聞名。鐵電池使用鐵和空氣等常見且安全的材料，預計將提供更環保和可擴展的能源儲存解決方案，並且能夠儲存更長的時間。這一轉變可能會改變家庭和工業中能源儲存和使用的方式，從而提高再生能源供應的穩定性。

鐵電池背景

鐵電池是鋰離子電池的潛在替代品，在電動車、便攜式電子產品和電網儲存解決方案市場中佔據主導地位。鋰離子電池在提供高能量密度方面表現出色，但面臨資源可用性和安全性方面的挑戰。相較之下，鐵電池使用豐富且無毒的材料，例如鐵、空氣，在某些情況下還會使用鹽和水。該組合物解決了鋰開採和電池處置的環境和安全問題。

Form Energy 等公司以及美國宇航局 1960 世紀 100 年代的實驗研究計劃所探索的鐵空氣電池的工作原理是基於“反向生鏽”的電化學過程。這個過程涉及空氣中鐵的氧化以儲存能量，並將氧化鐵還原成鐵以釋放能量。這種機制可以實現經濟高效且可擴展的儲存。此外，鐵空氣電池的儲存時間明顯更長，可達 XNUMX 小時，而鋰離子電池的儲存時間約為 XNUMX 小時。

2022年，清潔能源公司ESS開發了利用液體電解質溶液的鐵液流電池，實現了儲能容量與發電容量的脫鉤。這種設計可以實現能源儲存的經濟高效擴展，這是滿足電網儲存需求和穩定再生能源供應的關鍵特徵。 ESS 與波特蘭通用電氣合作建造大型鐵電池設施，突顯了人們日益認識到鐵電池在增強電網彈性和支持向再生能源過渡方面的潛力。

破壞性影響

隨著鐵電池的普及，它們可以使家庭儲存太陽能電池板等再生能源產生的多餘能源，減少對不穩定電網系統的依賴並降低能源成本。這種轉變還可以使個人積極參與能源市場，在需求高峰期間將剩餘能源出售回電網。此外，鐵基電池的安全性和環境效益可以減輕人們對家庭中有害物質的擔憂。

對於公司而言，向鐵電池技術的轉變表明需要調整策略和營運以利用這一新興趨勢。需要大規模能源儲存解決方案的產業，例如公用事業和再生能源供應商，可能會發現鐵電池是管理能源供應和需求的一種經濟有效的方式，特別是在非高峰時段。這一趨勢可能會導致能源價格更加穩定並提高電網可靠性，從而鼓勵對再生能源專案的進一步投資。 

地方和國家當局可能需要出台法規和激勵措施來鼓勵採用鐵電池，例如對清潔能源儲存解決方案的補貼或電池回收標準，以確保環境保護。在國際上，鐵電池技術的研發合作可能成為能源政策的焦點，促進全球獲得負擔得起的清潔能源儲存解決方案。這一趨勢也可能影響能源安全政策，因為鐵資源豐富的國家可能在全球能源市場上獲得戰略重要性。

鐵電池的影響

鐵電池的更廣泛影響可能包括： 

• 增加鐵資源豐富地區的就業機會，增強當地經濟並降低失業率。
• 全球能源市場向擁有強大鐵電池生產能力的國家轉移，改變了國際貿易動態。
• 增強電網穩定性並減少停電事件，提高公共安全和生活品質。
• 降低再生能源儲存成本，使低收入家庭更容易獲得綠色技術。
• 能源領域的新商業模式，重點關注分散式和社區為基礎的能源生產和儲存系統。
• 各國政府加大對永續能源儲存解決方案研發的投資，從而帶動其他領域的技術進步。
• 政治上越來越關注確保鋼鐵供應鏈的安全，這可能會導致新的聯盟和衝突。
• 消費者對能源獨立的家庭和企業的需求不斷增長，推動了住宅和商業能源解決方案的創新。

需要考慮的問題

• 鐵電池技術的發展如何影響您購買電子產品或汽車時的決定？
• 增強的儲能係統如何影響您所在地區的緊急準備和應變？