不间断电源的储能

储能技术（电池）提供独立的电源，允许任何系统的便利性、可靠性和移动自由;电动汽车就是一个典型的例子。 环境责任和成本建议投资以改善功能。

两家令人兴奋的公司正在研究各种电池解决方案。ZincFive为市场提供基于镍锌（NiZn）电池的不间断电源（UPS），用于数据中心和智能交通的关键任务应用，并为固定和启停应用提供电池。

Zinc8正在研究锌空气再生燃料电池系统。锌丰富且价格低廉。与需要新电池进行缩放的锂离子（Li-ion）技术不同，锌电池能够解耦能量和电力之间的联系。锌空气电池使用大气中的氧气从锌中提取能量，使锌空气电池的生产成本低廉，并且具有另一种程度的安全性。

存储技术

开发新的清洁能源对于可持续发展的社会至关重要。为了支持可再生能源经济，储能允许在后期捕获和使用能源，事实上，这是确保碳中和世界的关键。

据分析师称，到500年，整个储能市场的年收入预计将增长到2035亿美元。作为电池生产所需原材料主要生产国的国家受到严格限制，以控制病毒的传播。锌在北美很丰富，其价格在过去20年中一直非常稳定，通过结合其他化学物质确保了许多电池技术的普及。

NiZn是市场上最可回收的电池化学物质之一。“与许多其他材料不同，镍和锌都可以一次又一次地回收，同时保持其物理和化学特性，因为在特定产品周期结束时，每种元素的含量与开始时相同，”ZincFive高级副总裁Steve Jennings说。

与此同时，新的锌空气混合解决方案有可能颠覆整个储能市场：它们更便宜，不易燃，最重要的是，不含当今最常用的电池（即锂或铅）中存在的稀有或危险元素。“锌丰富，价格低廉，没有任何地缘政治复杂性，因为我们在北美有大量供应，”Zinc8 Energy首席执行官Ron MacDonald说。

锌五

NiZn是一种高功率，完全可回收的技术，使其成为UPS电池备份的可能选择。应用包括功率密度、安全性、可靠性、可持续性和总拥有成本 （TCO）。

镍锌电池是高功率密度电池，在很宽的温度范围内具有快速充电/放电能力，没有热损失的风险。与常见的铅酸解决方案相比，它们的高功率密度显著减小了任何备用类别的电池尺寸和重量。NiZn电池的使用寿命超过10年，维护要求最低，与年维护成本高的短寿命铅酸电池相比，TCO较低。

图 1：用于 UPS 应用的镍锌电池技术与铅酸和锂离子技术的比较

自从与托马斯·爱迪生（Thomas Edison）合作以来，由于使用锌电极的技术问题，NiZn电池推迟了其商业化。ZincFive通过获得专利的电极解决方案克服了这一挑战，以提供功能强大且安全的电池。NiZn技术在化学上类似于镍氢，NiZn电池使用众所周知的设备和工艺批量生产，有助于确保可靠的供应链。

“镍锌电池的优点是性能优越，高功率和能量密度，长使用寿命，高循环次数，宽工作温度范围，轻巧紧凑，比铅酸和锂离子化学品更安全，可回收，并且保质期长，无需定期维护，”詹宁斯说。

镍锌电池化学在高放电率下表现出色，同时保持热稳定性。它还能够快速充电，这是许多应用的关键优势，包括需要高充电接受能力的不间断电源。

ZincFive已将其NiZn技术整合到数据中心UPS解决方案中。其新型C3系列UPS系统使用高功率密度的NiZn电池，其快速充电/放电速度与更宽的工作温度范围相结合，可在现实世界中实现高水平的性能。

“今天的数据中心市场仍然由铅酸电池主导，”詹宁斯说。“锂排在第二位，但它的增长非常迅速。因此，锂在数据中心的采用正在迅速发展。镍锌是铅酸的另一种替代品，与锂竞争良好，特别是在安全性和高功率密度领域。

电池的安全性和可靠性也根据计划外维护来衡量：当铅酸或锂离子电池发生故障时，它会产生一个开路，停止串的运行。另一方面，NiZn电池保持导电，允许串继续以低效率运行。这将其他电池化学品的紧急情况转变为在下一个计划维护周期中更换电池的简单情况，成本低且不影响运营。

锌8

Zinc8 Energy Solutions开发了使用锌和空气作为燃料的电池技术。“我们的技术解决了风能和太阳能等可再生能源的间歇性和不可预测性，”麦克唐纳说。

通过具有成本效益的储能解决方案，清洁能源变得可靠并根据需要提供。“我们的系统由三个主要部件组成：一个是水槽再生器，另一个是燃料储罐，第三个是燃料，它吸收水槽颗粒和空气来提供这些电力，”麦克唐纳说。没有电池，当太阳不照耀，风不吹时，太阳能电池板和风力涡轮机将变得毫无用处。电池允许您在需要时使用电力，而不仅仅是在发电时。

该公司已获得可充电存储系统的专利，该系统以锌颗粒的形式有效地存储能量，并且不含锂，钒或钴等传统的高成本材料。该技术具有高能量密度（实验室实验中高达200 Wh / kg以上）以及低生产和处置成本;因此，它允许以较低的价格进行存储，并且可以在各种可扩展的应用程序中实施。

Zinc8 Energy Solutions 的锌空气液流电池是一种储能解决方案，旨在为微电网和公用事业的各种长期应用提供服务。“我们的专利设计和强大的化学特性使我们的系统成为最具成本效益、最安全、最灵活的长期存储解决方案，”MacDonald 说。“RFC系统具有模块化架构，尺寸可以从20 kW到兆瓦量级。

来自电网或可再生能源（如太阳能或风能）的能量用于在相应的再生器中产生锌颗粒。氧气作为副产品释放到大气中，因此是一种清洁的来源。锌颗粒被送入储罐并保持在氢氧化钾电解质（KOH）中，直到需要进料。每当需要能量时，锌颗粒就会被送到功率堆栈，将它们与氧气重新结合以发电。氧化锌（ZnO）副产物返回储罐进行后续再生。

与需要新电池进行缩放的锂离子技术不同，Zinc8完全解耦了能量和电力之间的联系。这意味着Zinc8的缩放技术可以通过增加罐体尺寸和锌量来满足任何电力需求并降低成本来实现。

未来在建的工厂将有能力提供备用能源，帮助平衡电网需求，并将能源转向由可再生能源支持的无碳电网。

结论

今天，电池已经达到了非常高的效率，但还可以做更多的事情。技术可以在功率、储存能量、尺寸和重量方面取得新的成果。仍然存在尚未完全解决的问题，例如，随着时间的推移而恶化会影响长时间保持电荷的能力。

如果废物部门的回收和处置及时改善，未来电池肯定会变得更好、更便宜。这是因为电池由贵重而昂贵的元素制成，因此通过良好的回收服务，制造电池的“新”材料将是最小的。未来将带来巨大的惊喜。

特斯拉可能正在设计新的下一代锂离子电池，能够在数百万公里内提供能量（在完全处理它们之前）。所有这些都可以通过重新配制其化学成分来实现。电动汽车越来越受欢迎，对更强大电池的需求也在增加。使用新电池，即使是完全充电所需的时间也只需要几秒钟。此外，由于“坚固”的结构，有限的重量和重量可以使极其安全的设备成为可能

审核编辑：郭婷