钠离子电池要用到铝箔，季节性储能的廉价解决方案

钠离子电池要用到铝箔，季节性储能的廉价解决方案正如SPF团队2020年的一份报告所述，一块一立方米（35.3立方英尺）的铝块可以化学地储存大量的能量 - 大约23.5兆瓦时，超过50倍于一个好的锂离子装置可以做的事情，或者大致足以为2020年的平均美国家庭供电2.2年。这是按体积计算的 - 按重量计算，铝的比能量为每公斤8.7千瓦时，大约是特斯拉在其Model 3中使用的电池的33倍。瑞士SPF太阳能技术研究所的研究人员多年来一直在研究铝氧化还原周期，在欧盟地平线欧洲计划和瑞士政府的资助下，他们刚刚启动了一个名为Reeve的研究项目，吸引了来自七个欧洲国家的九个不同合作伙伴，开发一个看起来非常有前途的想法。SPF太阳能技术研究所的脱碳将有多少季节性变化瑞士SPF太阳能技术研究所的研究人员多年来一直在研究铝氧化还原周期，在欧盟地平线欧洲计划和瑞士政府的资助下，他们刚刚启动了一个名为Reeve的研究项目，吸引了来自七个欧洲国家的九个不同合

铝的能量密度比锂离子高50倍以上，如果你把它当作氧化还原循环电池中的能量储存介质。瑞士科学家正在开发这项技术，作为欧洲冬季的可再生能源藏匿处。

问题很简单：随着世界各国计划向零排放能源迈进，他们需要应对廉价可再生能源的间歇性。每天，太阳能在中午收集大部分能量，这需要某种短期存储解决方案，可以将能量停放在某种形式的电池中，然后在晚上每个人都回家并开始运行电视和洗碗机时再次释放它。这些大型电池项目已经安装在许多地区，并证明了它们的价值。

但从季节层面来看，间歇性是一个更大的问题。你离赤道越远，冬天的太阳就越少。众所周知，斯堪的纳维亚半岛的部分地区连续几个月根本没有太阳 - 导致一些相当史诗般的春季派对，我被告知 - 但一个更广泛的地区将发现自己非常缺乏太阳能，每年，就在每个人都开始启动他们的加热器时。零碳世界需要一种方法来储存在温暖的月份产生的绝对大量多余的可再生能源，然后在漫长的冬季释放出来。而且它需要负担得起，否则它就不会发生。

太阳辐射按月和每年在瑞士四个不同的城市落地，表明未来

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的脱碳将有多少季节性变化

瑞士SPF太阳能技术研究所的研究人员多年来一直在研究铝氧化还原周期，在欧盟地平线欧洲计划和瑞士政府的资助下，他们刚刚启动了一个名为Reeve的研究项目，吸引了来自七个欧洲国家的九个不同合作伙伴，开发一个看起来非常有前途的想法。

瑞士SPF太阳能技术研究所的研究人员多年来一直在研究铝氧化还原周期，在欧盟地平线欧洲计划和瑞士政府的资助下，他们刚刚启动了一个名为Reeve的研究项目，吸引了来自七个欧洲国家的九个不同合作伙伴，开发一个看起来非常有前途的想法。

正如SPF团队2020年的一份报告所述，一块一立方米（35.3立方英尺）的铝块可以化学地储存大量的能量 - 大约23.5兆瓦时，超过50倍于一个好的锂离子装置可以做的事情，或者大致足以为2020年的平均美国家庭供电2.2年。这是按体积计算的 - 按重量计算，铝的比能量为每公斤8.7千瓦时，大约是特斯拉在其Model 3中使用的电池的33倍。

然而，像这样的大胖块并不完全实用，因此Reving团队建议使用直径为1毫米（0.04英寸）的铝球。当然，你在这里会失去一些体积密度，但你仍然超过每立方米15兆瓦时。

与电池或氢SPF太阳能技术研究所相比，铝具有惊人的能量

当然，让这种能量进出是更多的参与。在“充电过程”中，多余的可再生能源将用于将氧化铝或氢氧化铝转化为纯的元素铝。这是一种工业电解过程，需要大约800°C（1，472°F）的温度，以及新型惰性电极，如果你想避免伴随当今传统铝冶炼工艺的二氧化碳排放。

该团队估计，有可能以大约65%的效率“充电”这样的铝氧化还原系统。这里的所有原材料都相对便宜和丰富，其中一些确实是废料，其额外的好处是非常容易储存和运输。是的，铝在与环境空气接触时会氧化，但它只是一个表面层，厚度不到半纳米，当这些微小的1毫米球储存在空气中时，化学能损失“远远小于1%”。

要排出铝，您只需再次将其转换回来即可。这可以在低温下完成，在低于100°C（212°F）的温度下使用铝 - 水反应，产生氢氧化铝以及纯氢，其可以直接进入PEM燃料电池堆中以转换为电能。该过程和燃料电池也会产生热量，这些热量可以在与空间加热或生活热水相关的温度下回收。

低温铝制氢能量释放过程的输入和输出，假设燃料电池效率为50%

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还有一个更高的温度过程，在超过200°C（392°F）的温度下运行，它使铝与蒸汽反应，产生氧化铝，氢气和更高水平的热量，与工业应用更相关。

在Reved模型中，充电过程将在中央冶炼厂完成，“充电”铝将被批量运出，在公寓楼，工业设施甚至个人住宅现场“卸载”，因为所需的设备相对简单且维护成本低 - 好吧，除了铝到氢转换系统在这一点上尚不存在的事实。

一旦它从果汁中取出，氧化铝和氢氧化物将被送回仓库进行“充电”。理想情况下，Reveal团队表示，这种铝将在这个过程中无限期地来回循环，因此给定的系统不会有任何持续的原材料成本。

在Reeve提出的系统中，铝将在冶炼厂“充电”，然后用卡车运出，在公寓楼，家庭和工业设施

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转换回热量和电力。

在2022年2月的一份报告中，SPF团队声称，在对项目整个生命周期的详细分析中，这种存储系统的平准化能源成本（LCOE）仅为每千瓦时0.09欧元（0.09美元）。据《储能新闻》报道，鉴于2020年最近融资的平均“大电池”项目的当前平准化度电成本约为0.15美元，这是非常了不起的，而且这些项目的能源销售频率要高得多，与铝解决方案的季节性周期相比，每天的充电和放电周期。

因此，这里似乎确实有一些东西，能够填补可再生能源电网中冬季大小的漏洞。这不太可能很快发生;Reveal团队在2026年夏季之前已经承诺“为这种新的存储概念制定解决方案”。

还有许多其他金属氧化还原能量存储和释放概念正在开发中 - 值得注意的是，一家荷兰啤酒厂于2020年底开始在其燃料循环中燃烧可回收铁。但值得注意的是，任何在高温下在空气中燃烧的东西都会产生有害的一氧化二氮 - 这些铝电池根本不会有这个问题。因此，“揭示”项目绝对是一个值得关注的项目。