食鹽水也能儲能？“藍色電池”了解一下

近日，《福布斯》發(fā)布了工業(yè)制造領(lǐng)域“30位30歲以下杰出青年”（“30 under 30”）名單，研發(fā)出可規?；瘍δ艿柠}水儲能電池——“藍色電池”的岑嘉俊榜上有名。“藍色電池”是什么？混合食鹽和水，要如何實(shí)現儲能？鹽水電池是否能與現有可再生能源結合？ “藍色電池”的未來(lái)在哪里？帶著(zhù)這些問(wèn)題，記者采訪(fǎng)了荷蘭能源公司Aqua Battery共同創(chuàng )始人、青年科學(xué)工作者、化學(xué)工程博士岑嘉俊。

“‘藍色電池’最大的特點(diǎn)在于它僅僅使用了鹽水，以及一種特制的離子交換半透膜，原料廉價(jià)易得，在規?；瘍δ艿耐瑫r(shí)安全性也得到了保障。”岑嘉俊說(shuō)。

“藍色電池”的概念由來(lái)已久。早在1954年，海水鹽差能，也就是“藍色能源”的概念就由英國工程師提出，利用海水與淡水或兩種含鹽濃度不同的液體兩相混合產(chǎn)生的化學(xué)電位差能就可以用于發(fā)電。此前，歐洲研究人員也已做過(guò)相應嘗試。據資料顯示，最初的“藍色能源”構想是利用約旦河河水與死海鹽水的混合進(jìn)行發(fā)電，但直到1970年代，人造半透膜實(shí)現商業(yè)化使用之際，這一設想才成為了可能。到2009 年，挪威國家電力公司（Statkraft）在挪威托夫特開(kāi)設了第一個(gè)利用這一原理發(fā)電的“藍色能源”電廠(chǎng)，但由于發(fā)電規模太小，最終因成本過(guò)高而難以維持。

此外，將“藍色電池”作為儲能使用，能隨時(shí)儲存轉化出的電能，并能夠“因地制宜”地使用，這是“藍色電池”的創(chuàng )新突破。據岑嘉俊介紹，“藍色電池”在用于儲能過(guò)程時(shí)，運用了兩個(gè)簡(jiǎn)單的物理原理，也就是電滲析和反電滲析。“藍色電池”的充電過(guò)程用到的是電滲析原理，利用光伏、風(fēng)電等可再生能源轉化出的電能，使鹽水中離子通過(guò)一層特制離子交換膜進(jìn)行分離，從而產(chǎn)生一股鹽水和一股清水，分別儲存兩個(gè)單獨的水箱中；而當鹽水和清水混合之時(shí)，含鹽濃度不同的液體之間產(chǎn)生的化學(xué)電位差就能夠產(chǎn)生相應電流?；谶@種原理，“藍色電池”能夠儲存可再生能源產(chǎn)生的電力，并在需要的時(shí)候釋放出來(lái)。

值得一提的是，與使用稀有金屬的鋰電池、釩液流電池，以及使用重金屬鉛的鉛酸電池相比，“藍色電池”最大的優(yōu)勢就在于有可持續、性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)。岑嘉俊指出，“它的儲能介質(zhì)成本非常低，尤其是當我們將其規模擴大到超過(guò)1兆瓦時(shí)時(shí)‘藍色電池’的平準化能源成本可以低于 0.05歐元/千瓦時(shí)，它既安全又環(huán)保。即使在電池液溢出或短路等事故發(fā)生時(shí)，也在引入部分鹽水、‘藍色電池’的水溫僅升高約1攝氏度的情況下解決。此外，利用標準化單元‘藍色電池’在規?；蠜](méi)有問(wèn)題。”

“儲能市場(chǎng)非常多樣化。小規模儲能目前有鋰離子電池和鉛酸電池，大規模儲能目前有抽水蓄能電站(PHES)和壓縮空氣儲能(CAES)，但這些電池尚不能完全滿(mǎn)足實(shí)際應用要求。針對中型儲能市場(chǎng)，我認為‘藍色電池’是有機會(huì )的。”岑嘉俊說(shuō)。

“在創(chuàng )業(yè)過(guò)程中，第一個(gè)障礙是將一個(gè)新概念轉化為產(chǎn)品，然后找到這一產(chǎn)品的細分市場(chǎng)。2012年，中型固定儲能電池市場(chǎng)還不存在，也就是1千瓦-100千瓦發(fā)電量和100千瓦時(shí)-10兆瓦時(shí)儲能容量的系統，直到最近幾年這一細分市場(chǎng)才開(kāi)始發(fā)展。”岑嘉俊說(shuō)。但隨著(zhù)可再生能源市場(chǎng)在歐洲迅速擴張，為確?？稍偕茉吹某掷m供應，避免破壞電網(wǎng)的穩定，許多歐盟國家都認識到能源儲存的必要性，并為開(kāi)發(fā)電池技術(shù)提供了資金。“幸運的是，當我開(kāi)始研究‘藍色電池’時(shí)，可再生能源市場(chǎng)開(kāi)始蓬勃發(fā)展，我也趕上了這一波補貼發(fā)放來(lái)發(fā)展‘藍色電池’。我的目標是在2020年建成一條生產(chǎn)線(xiàn)。”

據介紹，Aqua Battery目前正在建設第二座大規模示范試點(diǎn)項目，在荷蘭水務(wù)委員會(huì )擁有的一座太陽(yáng)能公園中建造一個(gè)“藍色電池”系統，一旦建成這一儲能系統發(fā)電功率為1千瓦，儲能容量為35千瓦時(shí)。針對中國市場(chǎng)，出生于廣東佛山的岑嘉俊也表達了相當大的興趣。“如果未來(lái)有機會(huì )，我當然希望能將我在國外發(fā)展的技術(shù)帶回中國。”