美國鋁業開發高能量密度鋁空氣電池

來源: 時間:2014-02-12 11:45:06 瀏覽次數:

  日前,在2014年亞特蘭大先進汽車電池會議(Advanced Automotive Battery Conference)上,美國鋁業公司與以色列Phinergy公司就Phinergy鋁-空氣電池的進一步研發問題簽訂了聯合開發協議。
  Phinergy鋁-空氣電池可以有效提高電動汽車的續航里程,其中聯合開發協議中具體業務范圍主要包括新材料、新工藝以及零部件等領域,此次聯合開發的目的就是為了盡快地推動鋁-空氣電池的商業化進程。
  美鋁公司(Alcoa)是世界領先的氧化鋁、電解鋁和鋁加工產品的生產商。以色列Phinergy公司作為金屬-空氣電池研發的領導者,其主要產品包括鋁-空氣電池以及鋅-空氣電池等。
  鋁-空氣電池優缺點明顯
  鋁-空氣電池作為非充電電池,其早在20世紀60年代便已問世,其具有非常高的能量密度。鋁-空氣電池由催化空氣陰極、電解質和金屬鋁陽極組成,其理論能量比為8.1千瓦時/千克,僅次于鋰-空氣電池的13.0千瓦時/千克。
  然而,由于鋁-空氣電池在放電過程中陽極腐蝕會產生氫,這不僅會導致陽極材料的過度消耗,而且還會增加電池內部的電學損耗。這嚴重阻礙了鋁-空氣電池的商業化進程。以往解決以上問題的方法主要是將高純度金屬鋁中摻雜特定的合金元素以提高金屬鋁陽極耐腐蝕性,或者在電解質中添加腐蝕抑制劑。
  美鋁公司執行副總裁兼首席技術官Raymond Kilmer博士表示:“目前,汽車行業正在尋求一種可以替代傳統汽油的全新零排放無污染能源,而Phinergy鋁-空氣電池可以保證汽車具有良好的巡航里程,因此該Phinergy鋁-空氣電池是最有可能替代傳統汽油實現零排放無污染的新能源?!?/span>
  Phinergy公司表示,其已開發出一種金屬鋁陽極專有生產工藝,該工藝可以提高金屬鋁的能量利用,并降低不必要的化學反應能量消耗。Phinergy公司還表示,其還開發了一套先進的電池管理系統,其目的是為了提高電池的能量利用。
  對抗腐蝕,大幅提高電動車續航里程
  Phinergy公司表示,其Phinergy鋁-空氣電池的空氣陰極配備有專用的銀基催化劑,其采用了獨特的創新結構,該結構可以使氧氣順利通過,而可以將二氧化碳阻隔在外。通過該創新結構,Phinergy鋁-空氣電池的空氣陰極可以有效避免電極的碳化問題,其工作壽命也因此可以達到數千小時。
  Phinergy鋁-空氣電池工作時,其內部的金屬鋁反應變為氫氧化鋁。而氫氧化鋁可以經過鋁廠加工進行回收利用,這樣便可以實現可持續利用。
  根據Phinergy公司介紹,其Phinergy鋁-空氣電池中共包含50塊鋁板,其中每一塊鋁板所產生的能量都可以單獨驅動汽車行駛20英里,因此整個Phinergy鋁-空氣電池的續航里程可以達到1000英里(約合1600千米)。另外,Phinergy鋁-空氣電池也已經成功集成應用到了電動汽車展示中。
  除應用在電動汽車行業中外,Phinergy還表示其金屬-空氣電池還可以應用于固定能源應用,如醫院、數據中心用商業應急發電機,通用發電機以及可移動房屋、無人駕駛汽車等國防應用等。同時,由于Phinergy鋁-空氣電池還具有可持續、高能量密度等特點,其還可以作為第一能源使用。因此,根據協議Phinergy公司正在和美國鋁業公司進行合作開發以上應用技術。
  其中參與該項目的美國鋁業公司事業部位于彼得堡郊外的美國鋁業技術中心,該技術中心是世界上最大的輕金屬研究機構。
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