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通用电气新型电池可助电网接纳间歇式能源

导读: 通用电气新电池厂的展览演示了该公司新型电池的基本组件。白色的陶瓷材料是一种固态的电解质,是令电池工作的关键组件。

  电池的内部结构:通用电气新电池厂的展览演示了该公司新型电池的基本组件。白色的陶瓷材料是一种固态的电解质,是令电池工作的关键组件。

  7月11日,通用电气正式启动了设立于纽约斯克内克塔迪,投资1亿美元的大型电池工厂。启动仪式伴随着由电池供电的盛大声光表演和焰火。这家将有450名雇员的工厂会生产一种基于钠和镍的新型电池。通用电气称,这种要比铅酸电池更耐用且充电速度更快的新技术,将会使得离网发电机效率更高,并且帮助电力部门把来源分散的电力整合起来,包括如风能和太阳能之类的间歇性能源。

  虽然通用电气在新型电网电池技术领域将会面临来自其他公司,例如Aquion Energy和Liquid Metal Battery的激烈竞争,但这家制造业巨头对于其技术极富雄心,最近还组成了新的业务部门来推进电池技术的商业化。其实,就在工厂启动的同时,公司宣布将会增加7000万美元投资来扩大产量以满足客户的订单要求。通用电气首席执行官杰弗里·伊梅尔特(Jeffrey Immelt)在启动仪式上对记者们说:“电力成本将会随时间推移不断降低,因为(通用的技术)将会让电力部门有能力同时使用多种不同的技术。”

  技术的首次应用在气魄上稍弱了点。通用电气的首位客户是一家南非公司Megatron Federal,它将会把电池用于为尼日利亚的手机信号塔供电,为其提供电力的通常是柴油发电机。把新型电池与柴油发电机组合到一起,可以使它们运行得更具效率。“可以节省53%的燃料成本,45%的维护费用以及60%的柴油机更换费用。”Megatron Federal无线通讯部门经理布兰登·哈卡斯(Brandon Harcus)说,“对于我们在尼日利亚的应用,节约的成本是巨大的,在20年中每座信号塔大约要节省130万美元。会大量减少燃料的使用以及碳的排放。”

  对于这项应用来说,新型电池与有时也会用于支持发电机的铅酸电池相比具有两个优势。它充电速度更快,仅两个多小时,而铅酸电池需10个小时。而且与多数其他种类的电池不同,通用的新型电池不需要空调,从而帮助节省信号站燃料的消耗。

  除了为手机信号塔供电,这种电池也可以用于存储来自于风力涡轮机和太阳能电池板的电力,从而稳定这些能源的波动。通用电气也称它们可以用于微电网,即那些覆盖一个村庄或军事基地,设计上可以脱离主干电网独立运作并提供电网质量的电力的小型电网。

  这种电池按每千瓦时算价格要比铅酸电池贵,但它们预期使用寿命更长,特别是在需要频繁深度放电的应用场合。这样使用将会损伤铅酸电池,在某些应用场合,铅酸电池可能仅能持续使用6个月。通用电气的钠镍电池设计上可以深度放电至少3500次,在每日充放电的情况下可以使用10年。

  新电池的基础电池技术称作纳金属卤化物,在几十年前发源于南非,并在20世纪80年代的石油危机期间用在交通工具上。它曾一度用来为梅赛德斯的实验汽车提供动力。但在油价下跌,对燃油动力汽车替代方案的兴趣也随之消失后,这种技术就没什么发展了。通用电气在2007年得到了这项技术,其研究实验室对技术进行了改进,通用电气能源存储的技术主管桑德尔·霍洛(Sandor Hollo)说,他们详细的研究了电池所用材料,并对电池设计进行了“精细的调整”。

  这项技术的关键是分隔电极的陶瓷电解质材料,在充电时,氯离子从氯化钠中释放出来,与镍结合成为氯化镍。钠离子则继续移动通过电解质进入容器中。在电池放电时,离子移动返回电极,反应逆转过来。这样的过程是在隔热容器中,约300°C的温度下进行的。

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