鉅大LARGE | 點擊量：457次 | 2021年12月27日
用于電動汽車的鋁空氣電池能否勝過鋰離子電池？
Energypost.eu網站發表署名HelenaUhde和VeronikaSpurná的文章：題目是CanAluminium-airbatteriesoutperformLi-ionforEVs?（鋁空氣電池能否在電動汽車方面勝過鋰離子電池？）
目前，全世界都在押注鋰離子動力電動汽車作為實現氣候目標的一種方式。2020年，也就是疫情爆發的這一年，歐洲注冊了近140萬輛電池電動汽車和插入式混合動力汽車（統稱為XEV），比2019年新增了137%。電動汽車XEV的排放量比傳統汽車低三倍，在制造和充電過程中，根據電源的不同而有所不同。盡管XEV已被證明具有優勢，但使用電池為全球的汽車供應動力還是要注意：電池的壽命保證在五到八年之間；回收是出了名的困難（目前回收率不到5%）；電池有污染；大規模充電XEV可能會給電網帶來壓力，而且XEV所需的稀土礦物構成了供應鏈風險。
歐盟委員會在2020年公布的一份有關傳統燃料和替代燃料車輛環境影響的報告得出結論，混合動力電動汽車在所有車輛類型中的環境影響都顯著較低。然而，鑒于各國的能源結構差異很大，這種影響在很大程度上取決于區域和運營環境。此外，XEV中銅和電子元件的使用繼續對環境構成壓力。相比之下，鋁空氣電池技術有望解決低碳運輸的可持續性、回收和采購問題。
鋁空氣電池是一種廉價、輕且強大的能源。公式很簡單：鋁+空氣=功率。
大約20年前，科學家們預測鋁空氣電池和XEV的組合將是未來乘用車在行駛里程、購買價格、燃料成本和壽命周期成本方面最有前途的技術之一。鋁空氣電池是一種廉價、輕且強大的能源。曾擔任勞斯萊斯工程師的特雷弗·杰克遜（TrevorJackson）創立了Métallectrique，一家鋁空氣電池開發公司，在過去幾年中引起了媒體的極大關注。杰克遜說，鋁空氣電池的行駛里程與汽油動力汽車相似，目前估計每次充滿電后可行駛1600公里。長期以來，阻礙鋁空氣電池商業化的障礙一直是這項技術本身固有的：性能差，成本高，由于陽極腐蝕或孔隙堵塞等問題，使得該技術不適合擴展和商業化。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
然而，杰克遜相信他的公司已經解決了這些問題，鋁空氣電池組的能量密度為1.35kWh/kg，大約是鋰離子電池能量的九倍。據杰克遜說，對這項技術最好的描述是“電動發動機”。它既不是電池，也不是發動機，而是發動機的電子等價物。在這個“發動機”中，“燃料”是鋁金屬（陽極），它與周圍的氧（陰極）反應出現動力。由于陰極只是來自周圍空氣中的氧氣，因此不要像傳統電池那樣承載另一種金屬的重量，這使得它相當輕。目前，制造商每千瓦時的成本為29至35歐元，司機每公里的行駛成本為0.15美分。
目前，充電基礎設施仍然是使用XEV替換內燃機車輛所面對的重要挑戰之一。2018年哈佛大學的一項研究表明，為了確保XEV的商業成功，要一個更易接近、易于使用且相對便宜的充電基礎設施。雖然電池更換可以大大縮短XEV駕駛員的等待時間，但這項技術很難執行。一方面，電池非常重，必須精確安裝；另一方面，電池更換系統要一個均勻分布的站點網絡，這些站點可以獲得可靠的電力供應。而且，有研究發現，即使對少量XEV進行不受監管的充電，也可能對當地電網造成巨大壓力，可能導致過載。
有關鋁空氣電池，基礎設施要求很少。目前的系統是為手動換電池而設計的，基于重量小于5公斤的模塊。未來，通過購買鋁空氣電池適配器，客戶還可以將XEV轉變為鋰鋁空氣混合動力車。這不僅會使二手市場更具吸引力，而且還會加速新電動汽車的銷售。假如鋁空氣電池適配器減少充電循環次數，該技術可能不僅可以延長鋰離子電池的使用范圍，還可以延長鋰離子電池的使用壽命。鋰離子電池的回收利用尚未開發出其他環保型XEV技術，但鋁空氣電池的回收利用可能要容易得多，鋁回收基礎設施已經存在。除了將鋁用作電動汽車的電源外，還可以利用這項技術回收廢棄飛機上的廢金屬。在乘用車中使用鋁空氣電池只是一個開始，鋁空氣電池可能的用途包括海洋部門，如集裝箱船和游輪、機場地面支持設備，以及為農村微電網供電。
根據國際能源署的2050年凈零排放路線圖，到2050年二氧化碳減排量的一半將來自目前處于原型或示范階段的技術。這意味著鋁空氣電池等有前途的技術要大規模商業化，加速交通領域的脫碳進程。
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