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Donald Sadoway團隊新產品:壽命長且容量穩定,價格低於鋰電池!

Donald Sadoway 的外型總是散發著一股英倫 007 探員的氣質, 而這個“007”卻是用液態金屬電池“把全世界的黑暗通通點亮”的男人!那什麼是液態金屬電池?它會是電網級儲能的未來麼?1月29日上午, 這位全球儲能電池領域的泰斗在 EmTech China 峰會上發表了精彩演講, 以下是演講全文:

我想和大家談的是儲能方面的創新, 以及儲能與其它一些領域的創新有何不同。 和業界的做法不同的是, 我們做事情多了些學院派的色彩,

也就是說, 我們現在所做的事情, 可能是以前人們從來沒有做過的。

那既然我們想要變革現有的整個行業, 必然會耗費巨大的成本, 所以我們需要在研究的階段就開始考慮控制成本的問題。

對於現代社會來講, 電力往往和現代化緊密掛鉤, 所以電力網絡就顯得格外重要, 我甚至可以說電力網絡就是世界上最大的供應鏈, 而且要求零庫存。

如上圖所示, 地區上大部分地區都被黑夜籠罩, 顯然那裡急需電力供應。

但要解決這個問題, 就勢必要涉及到儲能的廣泛應用。 比如對於太陽能、風能這些可再生能源來說, 它們普遍都具有間歇性供應的問題, 所以如果要更好地發揮它們的效能, 就必須要有一整套的儲能解決方案。

那現有的儲能技術發展的如何呢?現狀恐怕並不樂觀。 首先是大規模的儲能設施並不像我們手機電腦上的電池一樣簡單, 它必須滿足安全穩定運行二三十年, 否則就是一場災難。

另外, 還必須保證其能夠在運行上做到操作足夠靈活, 這也是其穩定運行的前提。 還有很重要的一點就是要嚴格控制生產成本。

在這裡插一句, 電池是由一位名叫Alessandro Volta的義大利教授發明的, 在義大利10,000里拉的紙幣上印有他的頭像。

而且Alessandro Volta教授還有特別值得提的一點, 那就是他證明了一位教授可以將自己的研究轉化為有益的社會實踐。

這也極大地啟發了我所從事的電池研究。 首先, 我意識到, 我需要我的團隊一起齊心協力,

另外還有一點, 要從設計伊始就要綜合考慮到給製造商提供一定的生產便捷性。

但我們也在研發過程中受到了質疑, 因為對於兆瓦級別的大型發電廠來講,小小的一枚電池似乎怎麼看都不太能滿足他們的儲能需求,就更不要提改變世界了。也的確有電池行業內的人說我們是瘋了,但我想說的是,不要只著眼於固有的行業和已有的發明,一定要有創新。

所以我就把目光投向了電解鋁行業,他們通常都配有很大的設備,一天24小時不間斷工作,而規模效應會帶來成本的降低,他們獲取1千克鋁的成本不足一美元。受此啟發,我們將電解鋁的步驟逆向操作,發明了液態金屬電池,就可以實現大規模且廉價的電力存儲。這就是我們以不同的視角去看待問題所帶來的好處。

圖丨液態金屬電池結構,最底層是液態銻,中層是熔鹽電解質,上層是液態鎂,熔鹽處在兩層液態金屬的中間

這是我的團隊成員,其中沒有任何一個是電池方面的專家,之前甚至都沒有接觸過電化學相關的研究,但他們都是聰明、沒有偏見且無所畏懼的青年才俊,可以做出傑出的成果。

當然,進展也並不是一帆風順的,一開始的時候,實驗總是失敗,但經過幾年的研究之後,我們創造了奇跡,我相信二三十年之後,我們一定能夠做出更多的成績。

最後,談一下我們的電池的效能,我們檢測了1000多種電池,它們的成本都是非常低的。我們也取得了很多的科學成就,下面這篇是我們于一周前發表於《Nature Energy》的一篇文章,裡面記錄了我們的一些進展。

可以說,我們的電池是非常特別的,它有很長的迴圈壽命,而且它的容量十分穩定,從下面這張圖表可以看出,隨著使用時間的延長,整個電池的損耗率也是非常低的,即便每一天都進行充放電操作,持續使用10年之後依然可以確保它能夠保持初始容量的99%。

在取得了技術上的突破之後,我和我的學生們一起成立了一家公司AMBRI來專門生產液態金屬電池。我們獲得了來自比爾·蓋茨的A輪投資,預計產品將會在兩年後面世。

這裡透露一下產品的具體資訊:

1、體積為18立方米;

2、儲電量1,000 kWh,功率為350kW;

3、支持1,000伏直流電;

4、總重15噸,合計每千克儲能67Wh,要比鋰電池便宜。

在室溫之下,我們的產品的壽命為4年,但它卻可以做到超過4,000次的充放電——相當於每天充放電一次可以使用10年,而且正如前面所提的,它可以在經過4,000餘次的充放電後依然保有原有容量的99%。

最後,我想交流一下我的兩點思考:

1、我們要有勇氣去走出鋰電池的框架,從中有所借鑒來發明我們自己的儲能系統。

2、我們發現傑出的年輕人能夠給我們很多靈感,激發我們去發明創造新的東西。只要有理性、毅力和堅持,就可以將微弱的可能性,變為不可阻擋的突破。

因為對於兆瓦級別的大型發電廠來講,小小的一枚電池似乎怎麼看都不太能滿足他們的儲能需求,就更不要提改變世界了。也的確有電池行業內的人說我們是瘋了,但我想說的是,不要只著眼於固有的行業和已有的發明,一定要有創新。

所以我就把目光投向了電解鋁行業,他們通常都配有很大的設備,一天24小時不間斷工作,而規模效應會帶來成本的降低,他們獲取1千克鋁的成本不足一美元。受此啟發,我們將電解鋁的步驟逆向操作,發明了液態金屬電池,就可以實現大規模且廉價的電力存儲。這就是我們以不同的視角去看待問題所帶來的好處。

圖丨液態金屬電池結構,最底層是液態銻,中層是熔鹽電解質,上層是液態鎂,熔鹽處在兩層液態金屬的中間

這是我的團隊成員,其中沒有任何一個是電池方面的專家,之前甚至都沒有接觸過電化學相關的研究,但他們都是聰明、沒有偏見且無所畏懼的青年才俊,可以做出傑出的成果。

當然,進展也並不是一帆風順的,一開始的時候,實驗總是失敗,但經過幾年的研究之後,我們創造了奇跡,我相信二三十年之後,我們一定能夠做出更多的成績。

最後,談一下我們的電池的效能,我們檢測了1000多種電池,它們的成本都是非常低的。我們也取得了很多的科學成就,下面這篇是我們于一周前發表於《Nature Energy》的一篇文章,裡面記錄了我們的一些進展。

可以說,我們的電池是非常特別的,它有很長的迴圈壽命,而且它的容量十分穩定,從下面這張圖表可以看出,隨著使用時間的延長,整個電池的損耗率也是非常低的,即便每一天都進行充放電操作,持續使用10年之後依然可以確保它能夠保持初始容量的99%。

在取得了技術上的突破之後,我和我的學生們一起成立了一家公司AMBRI來專門生產液態金屬電池。我們獲得了來自比爾·蓋茨的A輪投資,預計產品將會在兩年後面世。

這裡透露一下產品的具體資訊:

1、體積為18立方米;

2、儲電量1,000 kWh,功率為350kW;

3、支持1,000伏直流電;

4、總重15噸,合計每千克儲能67Wh,要比鋰電池便宜。

在室溫之下,我們的產品的壽命為4年,但它卻可以做到超過4,000次的充放電——相當於每天充放電一次可以使用10年,而且正如前面所提的,它可以在經過4,000餘次的充放電後依然保有原有容量的99%。

最後,我想交流一下我的兩點思考:

1、我們要有勇氣去走出鋰電池的框架,從中有所借鑒來發明我們自己的儲能系統。

2、我們發現傑出的年輕人能夠給我們很多靈感,激發我們去發明創造新的東西。只要有理性、毅力和堅持,就可以將微弱的可能性,變為不可阻擋的突破。

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