鋰電池靠邊!長效儲能系統、全釩液流電池獲青睞
加州政府誓言,當地的電力產業要在2045年達到無碳化,為達此一目標,加州能源委員會(California Energy Commission、簡稱CEC)撥款2,000萬美元,資助長效儲能技術(long-duration electricity storage),結果「全釩液流電池」(vanadium flow battery、簡稱VFB、見圖)獲得當局大力相挺,主流的鋰離子電池則未獲青睞。
OilPrice、Power Technology報導,CEC贊助的8個項目中,有4個使用綠能商Invinity Energy Systems生產的VFB,總計可供應7.8MWh的電力。該公司的VFB可儲存電力8~10小時,使用壽命長達20~30年。
Invinity通訊主管Joe Worthington說:「全球邁向低碳、去中央化的能源系統,長效儲能技術將扮演重要角色。近年來,全球的再生能源滲透率出現指數性成長,以英國、澳洲、美國(特別是加州)領軍」。
鋰離子電池為何未能雀屏中選?原因是此種電池在充放電時,鋰離子會在正負極之間脫嵌和嵌入,經過數千次的充放電週期後,會出現衰退,效能逐漸遞減。VFB不一樣,此種電池由兩個電解液槽組成,中間用質子交換膜(proton exchange membrane)隔開(見下圖),兩邊電解液都以釩為基礎,充放電時,釩會變換成不同的氧化狀態,沒有衰退問題。
Invinity的共同創辦人Matt Harper強調,VFB可以使用數十年、能充放電上萬次。鋰離子電池不一樣,使用時間一久需要整個替換,VFB比較像是需要維修的汽車,只要每10~20年更換電池內的質子交換膜即可。Harper說,他們有產品已經使用了30年以上。
VFB優於鋰離子電池另一個特點是沒有起火風險。鋰離子電池放置必須有一定距離,以避免著火,VFB可以更緊密的安放,更節省空間。此外,釩是地表上第13常見的金屬元素,蘊藏量比銅還多。由於電池中的釩離子只是變化成不同的氧化狀態,不會衰敗,可以無限地循環再利用。
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