食鹽水也能儲(chǔ)能？“藍(lán)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(guī)模化儲(chǔ)能的鹽水儲(chǔ)能電池——“藍(lán)色電池”的岑嘉俊榜上有名。“藍(lán)色電池”是什么？混合食鹽和水，要如何實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能？鹽水電池是否能與現(xiàn)有可再生能源結(jié)合？ “藍(lán)色電池”的未來(lái)在哪里？帶著這些問(wèn)題，記者采訪了荷蘭能源公司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(lán)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(guī)?；瘍?chǔ)能的同時(shí)安全性也得到了保障。”岑嘉俊說(shuō)。

“藍(lán)色電池”的概念由來(lái)已久。早在1954年，海水鹽差能，也就是“藍(lán)色能源”的概念就由英國(guó)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(yīng)嘗試。據(jù)資料顯示，最初的“藍(lán)色能源”構(gòu)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(xiàn)商業(yè)化使用之際，這一設(shè)想才成為了可能。到2009 年，挪威國(guó)家電力公司（Statkraft）在挪威托夫特開(kāi)設(shè)了第一個(gè)利用這一原理發(fā)電的“藍(lán)色能源”電廠，但由于發(fā)電規(guī)模太小，最終因成本過(guò)高而難以維持。

此外，將“藍(lán)色電池”作為儲(chǔ)能使用，能隨時(shí)儲(chǔ)存轉(zhuǎn)化出的電能，并能夠“因地制宜”地使用，這是“藍(lán)色電池”的創(chuàng)新突破。據(jù)岑嘉俊介紹，“藍(lán)色電池”在用于儲(chǔ)能過(guò)程時(shí)，運(yùn)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(lán)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(zhuǎn)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(chǔ)存兩個(gè)單獨(dú)的水箱中；而當(dāng)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(yīng)電流?；谶@種原理，“藍(lán)色電池”能夠儲(chǔ)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(lán)色電池”最大的優(yōu)勢(shì)就在于有可持續(xù)、性價(jià)比高的特點(diǎn)。岑嘉俊指出，“它的儲(chǔ)能介質(zhì)成本非常低，尤其是當(dāng)我們將其規(guī)模擴(kuò)大到超過(guò)1兆瓦時(shí)時(shí)‘藍(lán)色電池’的平準(zhǔn)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(lán)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(biāo)準(zhǔn)化單元‘藍(lán)色電池’在規(guī)?；蠜](méi)有問(wèn)題。”

“儲(chǔ)能市場(chǎng)非常多樣化。小規(guī)模儲(chǔ)能目前有鋰離子電池和鉛酸電池，大規(guī)模儲(chǔ)能目前有抽水蓄能電站(PHES)和壓縮空氣儲(chǔ)能(CAES)，但這些電池尚不能完全滿足實(shí)際應(yīng)用要求。針對(duì)中型儲(chǔ)能市場(chǎng)，我認(rèn)為‘藍(lán)色電池’是有機(jī)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(zhuǎn)化為產(chǎn)品，然后找到這一產(chǎn)品的細(xì)分市場(chǎng)。2012年，中型固定儲(chǔ)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(chǔ)能容量的系統(tǒng)，直到最近幾年這一細(xì)分市場(chǎng)才開(kāi)始發(fā)展。”岑嘉俊說(shuō)。但隨著可再生能源市場(chǎng)在歐洲迅速擴(kuò)張，為確?？稍偕茉吹某掷m(xù)供應(yīng)，避免破壞電網(wǎng)的穩(wěn)定，許多歐盟國(guó)家都認(rèn)識(shí)到能源儲(chǔ)存的必要性，并為開(kāi)發(fā)電池技術(shù)提供了資金。“幸運(yùn)的是，當(dāng)我開(kāi)始研究‘藍(lán)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(bǔ)貼發(fā)放來(lái)發(fā)展‘藍(lán)色電池’。我的目標(biāo)是在2020年建成一條生產(chǎn)線。”

據(jù)介紹，Aqua Battery目前正在建設(shè)第二座大規(guī)模示范試點(diǎn)項(xiàng)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(lán)色電池”系統(tǒng)，一旦建成這一儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)電功率為1千瓦，儲(chǔ)能容量為35千瓦時(shí)。針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)，出生于廣東佛山的岑嘉俊也表達(dá)了相當(dāng)大的興趣。“如果未來(lái)有機(jī)會(huì)，我當(dāng)然希望能將我在國(guó)外發(fā)展的技術(shù)帶回中國(guó)。”