盐和沙子如何替代锂电池
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我们都知道能源的未来在于可再生能源。它们是2023年世界上最便宜的电源。这是个好消息。 但是遇到了一个小问题。 我们如何存储所有这些能源？不是一直都是晴天，也不是 24-7 刮风，所以我们需要一种方法来保持储备。“我们需要更好的电池，这是肯定的。” 到目前为止，可再生能源的主要电池解决方案是锂离子电池。 但是采矿会污染、剥削人，而且电池有爆炸的习惯。它们不会持续足够长的时间，我们将需要更多的容量。那么我们的选择是什么？ 输入：盐、水、重力、非常热的空气、非常冷的空气和大量的沙子。听起来像是幼儿园的野外活动日，但这些东西真的能解决我们的能量储存问题吗？ 在我们进入闪亮的新事物之前，我们必须谈谈锂离子电池。它是世界上增长最快的电池领域。科学家在20 世纪 70 年代的石油危机期间开始开发它。 他们希望这能让西方摆脱对化石燃料的依赖。如果这听起来有点耳熟，那是因为一切都没有改变。但是您需要一段时间才能真正购买。工程师 Stanley Whittingham、Akria Yoshino和 John B. Goodenough 帮助开发了第一批商用锂离子电池，该电池于 1991 年投放市场。他们因此获得了诺贝尔奖。
“你和好人一起工作，他们做了所有艰苦的工作，你坐下来，尽可能多地获得荣誉！哈哈哈！”锂离子电池擅长在较短的时间内提供大量电力，因此我们一直依赖它来生产消费电子产品和现在的电动汽车。而且它几乎也是我们用于存储电网规模可再生能源的唯一电池。但是开采锂是有问题的。提取过程涉及将地下水沉积物泵送到地表。这使用大约70,000升来制造一吨锂。 地球上一半以上的资源位于阿根廷、玻利维亚和智利之间。开采它消耗了该地区本已稀缺的水资源供应的 65%。锂离子电池通常还使用钴，钴价格昂贵，主要在刚果民主共和国开采。新闻报道涵盖了臭名昭著的剥削性业务，该业务使用儿童矿工并破坏当地社区。锂电池可能易燃。 如果你不能把它们带上飞机，你绝对应该三思而后行，考虑用一个巨大的飞机来支撑你的电网。他们失去了能力，所以长寿真的不是他们的强项。所以锂离子电池可以工作，但它们不是储存能量的唯一解决方案，尤其是在电网规模上。 根据国际能源署的数据，到 2040 年，我们将需要近 10,000 吉瓦时的储能才能实现气候目标。这是当前市场规模的 50 倍。今天，它实际上是另一种技术，抽水蓄能，占全球存储容量的 96%。“它基本上依赖于非常简单的引力原理。”这是拉姆亚·斯瓦米纳坦。 她实际上是一家蓄热公司的负责人，我们稍后会谈到，但她对水绝对没有问题。“你有两个水库或湖泊，一高一低，当你有很多多余的能量时，你可以使用多余的能量将水抽到山上更高的水库。当你想要恢复能量时，你 让水流到下游并驱动涡轮发电机。 但是，这些项目很难建造。”这些水库占据了大量空间，您需要恰到好处的地理位置：两个湖泊和一座小山。他们中的许多人也在传统的水力发电大坝中工作，这需要大量的前期资金并破坏栖息地。 |
