在能源转型的关键赛道上,热电池正成为最具潜力的储能技术之一。凭借熔融金属热电池技术,美国热电池储能企业Fourth Power在工业供热和电网调节领域开辟了新路径。通过将运行温度提升至1900~2400摄氏度,该公司成功解决了热电池长期面临的功率密度与成本难题,为工业脱碳提供了创新解决方案。
热电池的基本原理是将过剩的可再生能源以热能形式储存,需要时释放用于发电或工业供热。钢铁行业回收余热已有近200年历史,但随着可再生能源占比提升和电网灵活性需求增加,热电池的商业价值正被重新评估。
Fourth Power公司的技术突破在于材料选择与系统设计的反向思维。传统热电池多采用高温气体或熔盐作为储热介质,通过金属管道传输热量,Fourth Power公司则使用熔融金属作为导热介质,储存在碳砖中。
这一创新源于该公司创始人、麻省理工学院教授阿塞贡·亨利2017年的研究,当时他开发的热液体泵创造了吉尼斯世界纪录,成为全球温度最高的液体泵。亨利解释称,系统温度越高,热传递速率越快,设备体积越小,成本越低。在1900~2400摄氏度的极端高温下,Fourth Power公司的热电池实现了高功率密度,大幅降低了系统平衡成本,为商业化应用扫除了关键障碍。
工业供热是化石燃料消耗的重要领域。热电池通过储存过剩的风电、光伏电力,可在无风无光时段为工业用户提供稳定热源,减少对天然气、煤炭的依赖。Fourth Power公司的热电池还具备发电功能,其系统将高温辐射的光能转化为电力,转换效率超过40%。这一特性使热电池既能直接供热,也能在电网需要时反向供电,为电力系统提供灵活性资源。在极端高温下,储热介质、隔热材料、传输管道的耐久性面临考验。Fourth Power公司通过熔融金属与碳砖的组合,找到了兼顾高温、耐久性与经济性的解决方案。
未来,人工智能有望加速这一领域的材料创新。人工智能善于从海量数据中进行识别的模式,适合解决材料筛选问题,可大幅缩短新型储热材料的开发周期,推动热电池技术持续迭代。随着可再生能源渗透率提升和工业脱碳压力加大,热电池正从实验室走向商业化应用,成为连接可再生能源与工业用能的关键桥梁,为全球实现减碳目标提供技术支撑。
华 言 译自油价网