Bestehende Energiespeichertechnologie war schon immer aufgrund der Grenzen des Materials selbst gestoppt worden, die einen anderen Weg finden müssen, ein neues Energiespeichersystem zu finden, aber es muss am Ende nur ein grundlegendes Problem gelöst werden: die Lebenserwartung zu verlängern, Reduzieren Sie Kosten Kürzlich kündigte Donald Sadoway, Professor für Materialwissenschaften und Maschinenbau am MIT, auf der MIT Tech Review und dem EmTech China Summit von Deeptech Deep Technologies an, dass sie eine Flüssigmetallbatterie entwickeln.
Nach seiner Einführung, bei Raumtemperatur, dieser Produktlebensdauer von 4 Jahren, kann es mehr als 4.000 Ladung und Entladung tun - das Äquivalent einer Ladung und Entladung kann einmal täglich für 10 Jahre verwendet werden, und immer noch 99% der ursprünglichen Kapazität, Die Verlustrate der Batterie ist sehr niedrig.
Sadoway erwartet, dass die ersten Produkte bis Ende 2019 an die Kunden ausgeliefert werden.
Das Folgende ist eine Aufzeichnung von Donald Sadoways Rede:
Worüber ich sprechen möchte, ist der Unterschied zwischen Energiespeicherinnovation und Energiespeicherinnovation in anderen Bereichen, im Gegensatz zur Industriepraxis machen wir akademischere Dinge, nämlich wir Dinge, die jetzt gemacht werden, wurden vielleicht noch nie zuvor gemacht.
Da wir die bestehende Industrie als Ganzes verändern wollen, wird das unweigerlich eine Menge Geld kosten, daher müssen wir uns Gedanken über Kostenkontrolle in der Forschung machen.
Für die moderne Gesellschaft ist Strom oft mit Modernisierung verbunden, deshalb ist das Stromnetz besonders wichtig, und ich kann sogar sagen, dass das Stromnetz die größte Lieferkette der Welt ist und keine Inventur erfordert.
(Wie auf dem Bild oben zu sehen ist, ist ein großer Teil der Fläche von Dunkelheit bedeckt, anscheinend dort, wo die Stromversorgung dringend benötigt wird)
Allerdings, um dieses Problem zu lösen, ist es verpflichtet, die weit verbreitete Anwendung von Energiespeichern.Zum Beispiel, Sonnenenergie, Windenergie, erneuerbare Energiequellen, haben sie im Allgemeinen das Problem der intermittierenden Versorgung, also wenn Sie ihre Leistung besser spielen wollen Es muss eine komplette Reihe von Energiespeicherlösungen geben.
Was ist mit der Entwicklung der bestehenden Energiespeichertechnologie?
Ich fürchte, dass der Status quo nicht optimistisch. Die erste ist die groß angelegte Energiespeicher sind nicht als Computer-Batterien auf unsere Mobiltelefone so einfach, es muss die Sicherheit und Stabilität von zwei oder drei Jahrzehnten treffen, sonst ist es eine Katastrophe.
Es muss auch dafür sorgen, dass eine ausreichende Flexibilität Operationen auf der Flucht zu tun, die die Voraussetzung für seine stabilen Betrieb zu können. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, sich strikt an die Produktionskosten zu kontrollieren.
In Parenthese, die Batterie ein Professor des Italieners Alessandro Volta Erfindung genannt ist, mit seinem Bild auf den Banknoten von 10.000 italienischen Lire gedruckt. Und Professor Alessandro Volta auch besonders erwähnenswert, dass das ist, bewies er, Professor kann Ihre eigene Forschung in vorteilhaft soziale Praxis sein.
Dies inspirierte mich auch sehr zu meiner Forschung über Batterien, und vor allem wurde mir klar, dass ich mein Team zusammenarbeiten musste und dass es von Anfang an einen weiteren Punkt gab, der berücksichtigt werden musste, um Herstellern eine einfache Produktion zu ermöglichen Sex.
Aber wir wurden auch im Entwicklungsprozess befragt, denn für ein großes Megawatt-Kraftwerk scheint eine kleine Batterie weniger ihre Energiespeicherbedürfnisse zu erfüllen, geschweige denn die Welt zu verändern Es gibt zwar Leute in der Batterieindustrie, die sagen, dass wir verrückt sind, aber was ich sagen möchte, ist, dass wir uns nicht nur auf die inhärenten Branchen und bestehenden Erfindungen konzentrieren sollten, sondern Innovationen einführen müssen.
Also wandte ich meine Aufmerksamkeit der elektrolytischen Aluminiumindustrie zu, wo sie normalerweise mit einer großen Ausrüstung ausgestattet war, die 24 Stunden am Tag funktionierte, während die Größenvorteile eine Senkung der Kosten zur Gewinnung von 1 kg Aluminium für weniger als 1 US-Dollar bewirkten. Inspiriert durch die Tatsache, dass wir die Schritte der Elektrolyse von Aluminium und der Erfindung von Flüssigmetallbatterien umkehren, können wir große und billige Stromspeicher erreichen, weshalb wir das Problem aus einer anderen Perspektive betrachten.
(Flüssige Metallzellenstruktur, der Boden ist flüssiges Antimon, die Mitte ist geschmolzener Salzelektrolyt, das obere ist flüssiges Magnesium, geschmolzenes Salz in der Mitte der zwei flüssigen Metalle)
Keines meiner Teammitglieder, Experten für Batterien, war jemals elektrochemischen Forschungen ausgesetzt, aber sie sind brillante, unvoreingenommene und furchtlose junge Talente, die herausragende Leistungen erbringen können .
Natürlich ist der Fortschritt nicht immer einfach: Von Anfang an scheitern Experimente immer, aber nach mehreren Jahren der Forschung haben wir Wunder geschaffen, und ich glaube, wir werden sicherlich in den nächsten zwei oder drei Jahrzehnten noch mehr erreichen können.
Schließlich wollen wir über die Leistung unserer Batterien sprechen, wir haben mehr als 1000 Batterien getestet und ihre Kosten sind sehr niedrig und wir haben auch viele wissenschaftliche Errungenschaften gemacht, vor einer Woche haben wir einen Artikel in "Nature Energy" veröffentlicht. , Die einige unserer Fortschritte aufgezeichnet haben.
Es kann gesagt werden, dass unsere Batterie sehr speziell ist, sie hat eine lange Zyklusdauer und ihre Kapazität ist sehr stabil. Aus dieser Tabelle unten kann man sehen, dass mit der Zeit die gesamte Batterieverlustrate sehr niedrig ist Selbst wenn sie jeden Tag für Lade- und Entladevorgänge verwendet wird, kann die fortgesetzte Nutzung nach 10 Jahren immer noch sicherstellen, dass sie die Anfangskapazität von 99% beibehalten kann.
Nach einem technischen Durchbruch gründeten ich und meine Studenten AMBRI, eine Firma, die sich auf Flüssigmetallbatterien spezialisiert hat.Von Bill Gates haben wir eine A-Investition bekommen und das Produkt wird voraussichtlich in zwei Jahren verfügbar sein .
Hier finden Sie die spezifischen Produktinformationen:
Volumen von 18 Kubikmetern;
Speicherkapazität 1.000 kWh, Leistung 350 kW;
Unterstützen Sie 1.000 Volt DC;
Das Gesamtgewicht von 15 Tonnen, insgesamt 67 Wh pro Kilogramm Energiespeicher, billiger als Lithiumbatterien.
Bei Raumtemperatur hat unser Produkt eine Lebensdauer von 4 Jahren, aber es führt mehr als 4.000 Ladungen und Entladungen aus - das entspricht 10 Lade- und Entladevorgängen pro Tag und, wie bereits erwähnt, Mehr als 4.000 Lade- und Entladevorgänge behalten immer noch die ursprüngliche Kapazität von 99%.
Abschließend möchte ich meine zwei Gedankenpunkte austauschen:
1, haben wir den Mut, aus dem Lithium-Batterie-Framework herauszugehen, aus dem wir lernen können, unser eigenes Energiespeichersystem zu erfinden.
2. Wir finden, dass herausragende junge Leute uns eine Menge Inspiration geben und uns inspirieren können, neue Dinge zu erfinden und zu erschaffen.Wir können mit Vernunft, Ausdauer und Ausdauer die schwache Möglichkeit in einen unwiderstehlichen Durchbruch verwandeln.
Reporter: Jetzt gibt es einige neue Materialien, wie Festkörperbatterien, Flüssigbatterien und Graphen als Additive, wie denken Sie über die kommerziellen Aussichten dieser neuen Materialien, bis 2020 wird es ein neues Material geben als Lithiumbatterien Das?
Donald Sadoway: Ein Schlüsselwort ist sein Preis-Leistungs-Verhältnis, tatsächlich sehen wir, dass im Laufe der Jahre neue Materialien ständig entstehen. Jetzt verwenden wir den Mainstream von Lithiumbatterien, die erste Entdeckung wurde von John John 1985 gefunden. Später im Jahr 1990 Im Jahr 2006 wurde eine andere Variante von Graphen verwendet, die derzeit in Preis / Leistung am besten abschneidet.
Die neuen Materialien, von denen Sie bereits gesprochen haben, einschließlich derer, von denen wir noch nichts gehört haben, sind jedoch schließlich verschwunden.Was ist der Grund? Wegen der hohen Kosten und der Unfähigkeit, weit verbreitet zu sein, kann Graphen nur in kleinen Mengen hergestellt werden .
Reporter: China im vergangenen Jahr, Verkauf von neuen Energiefahrzeugen insgesamt mehr als 77 Millionen Fahrzeuge, so dass die nächsten Jahre aus der Batterie in der Sekundärnutzung oder Energiespeicher gibt es einige Vorschläge?
Donald Sadoway: Das wichtigste Thema in dieser Ausgabe ist das Kostenproblem.Unsere aktuelle Mainstream-Lithium-Batterie, in der Tat, die Batterie innerhalb des Moleküls, Ebene, die Struktur ist zu komplex, kann recycelt werden, aber um solche komplexen Zutaten zu extrahieren, Recycling, dies Recycling ist kein großer wirtschaftlicher Wert, es kann auch nicht recycelt werden.
Die heutige Rede erwähnt auch flüssiges Metall und sagt sogar, dass es "unsterblich" und immer wieder verwendbar sein kann. Warum? Weil es relativ einfach in der Struktur ist, selbst wenn die äußere Schale korrodiert ist, die Flüssigkeit Metall kann relativ leicht extrahiert werden, in einer anderen Schale platziert werden, es kann recycelt werden.
Wenn wir also sehen, dass Menschen heutzutage ein solches Bewusstsein für Umweltschutz haben, ist das schon eine gute Sache für sich selbst. Aber wir müssen auch darüber nachdenken, ob wir übertrieben enthusiastisch sind oder das Konzept des Recycling überbewerten, anstatt es zu tun Umfassende Betrachtung.Wenn Sie in Zukunft recyceln wollen, wenn die Batterie-Struktur nicht so kompliziert ist, kann bequemer sein, kostengünstiger zu recyceln, kann dieses Problem gelöst werden.
Reporter: Sie haben eine Liquid-Metal-Batterie Unternehmen die Kommerzialisierung Fortschritt ist wie?
Donald Sadoway: Unser Unternehmen wurde 2010 gegründet und 2011 offiziell in Betrieb genommen. Es ist nun sieben Jahre her. Vielleicht fragen Sie sich, warum diese Kommerzialisierung so langsam vonstatten ging. Das Labor kam zur industriellen Massenproduktion, es gibt eine Menge zu lernender Inhalt, einschließlich elektronischem Management, Energiemanagement und so weiter.
Außerdem benötigen Sie ein hohes Maß an Zuverlässigkeit, was bedeutet, dass Sie die Management-Ebene von 6σ, 1000000 Komponenten erreichen müssen, die nur eine Nichteinhaltung, solche Fehlertoleranz akzeptiert werden kann, anstatt der Labor 1000 gibt es eine Nichteinhaltung Standard darauf.
Es wird geschätzt, dass bis Ende 2019, also in etwa zwei Jahren, die ersten kommerziellen Produkte an Kunden ausgeliefert werden.
Reporter: Für die Technologie der Flüssigmetall-Batterien, welche der potenziellen Kunden sind sehr an Ihnen interessiert oder wurden ausgesetzt?
Donald Sadoway: Es gibt eine ganze Reihe von Kunden, die fragen, weil alle daran interessiert sind, aber wir sind sehr vorsichtig, wir hoffen, dass dies die Erwartungen unserer Kunden nicht überbewertet, aber es ist immer noch sehr vielversprechend.
