碳氧就能造電池，成本只有鋰電1/10，來(lái)自火星…

昭慧 2023-01-23 12:44:13 來(lái)源：量子位

曹原 發(fā)自 副駕寺

智能車(chē)參考|公眾號(hào)AI4Auto

你聽(tīng)說(shuō)過(guò)用碳和氧氣就能造的電池嗎？

這種電池不需要鋰、鈷等金屬，電池必需金屬元素含量降到了1%。

并且這種電池能量存儲(chǔ)時(shí)間可超過(guò)100小時(shí)，但成本是同級(jí)別鋰離子電池的十分之一。

投資公司負(fù)責(zé)人表示：“這是一種具有巨大潛力的長(zhǎng)期儲(chǔ)能方式。未來(lái)我們只需要太陽(yáng)能和風(fēng)能就能給單個(gè)家庭，甚至整個(gè)電網(wǎng)供能?！?/p>

而這項(xiàng)技術(shù)，源于NASA的火星探測(cè)器……

究竟是什么樣的電池？這種電池真的會(huì)改變未來(lái)的供能方式嗎？

低成本、高能量密度

這種新型碳氧電池是一種儲(chǔ)能電池，具有長(zhǎng)期儲(chǔ)能、超低成本、高能量密度、高往返效率的特點(diǎn)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，碳氧電池的技術(shù)原理是，在電力作用下，二氧化碳分解為固體碳和氧氣，這種吸熱的化學(xué)反應(yīng)可以儲(chǔ)存能量。

在放電時(shí)，氧化固體碳產(chǎn)生二氧化碳，化學(xué)反應(yīng)放熱，即釋放能量。

這不就是初中化學(xué)學(xué)的，木炭在氧氣中充分燃燒，碳和氧氣在點(diǎn)燃條件下生成二氧化碳嘛！

只不過(guò)電池反應(yīng)要更溫和，并且使用了其他技術(shù)讓過(guò)程可逆。

也難怪研究團(tuán)隊(duì)介紹說(shuō)，我們的電池“基于自然的化學(xué)原理”。

在使用的時(shí)候，這種碳氧電池可以提供超過(guò)100小時(shí)的能量存儲(chǔ)，同時(shí)因?yàn)樘嫉然钚猿煞质直阋?，電池成本是?chǔ)能鋰電池的十分之一。

并且，這種電池能量密度是儲(chǔ)能鋰電池的三倍，因此可以縮小電池的體積。

一般的儲(chǔ)能電池，即儲(chǔ)能蓄電池，主要用來(lái)儲(chǔ)存太陽(yáng)能或風(fēng)力發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電能。

現(xiàn)在主流的儲(chǔ)能電池是鋰離子電池，寧德時(shí)代、億緯鋰能都有儲(chǔ)能鋰電池產(chǎn)品，可以用于電力儲(chǔ)能、戶(hù)用儲(chǔ)能，以及制造便攜式儲(chǔ)能電池等。

而如今電網(wǎng)使用的鋰離子儲(chǔ)能電池要么價(jià)格高，要么持續(xù)時(shí)間短。

這種電池技術(shù)確實(shí)解決了這兩個(gè)問(wèn)題。

那么，又是什么樣的公司和團(tuán)隊(duì)在做這個(gè)電池？

碳氧電池源于火星

這個(gè)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人叫Chris Graves（圖中左三），是一位從NASA跳槽的科學(xué)家。

Graves原來(lái)在NASA參與了“毅力號(hào)”的火星氧氣原位資源利用實(shí)驗(yàn)，他參與開(kāi)發(fā)的MOXIE裝置可以利用火星大氣中的二氧化碳生產(chǎn)氧氣。

Graves也受到實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)。他認(rèn)為可以使用相同的固體氧化物電解法，以非常便宜的方式儲(chǔ)存清潔能源。

因此，Graves在2018年成立了Noon Energy（正午能源）研究這種電池。

最近公司獲得了2800萬(wàn)美元（約合人民幣1.9億）的A輪融資，由沙特阿美（Aramco Ventures）和 Clean Energy Ventures 領(lǐng)投。

這筆融資將用于促進(jìn)電池技術(shù)商業(yè)化，公司之前也獲得過(guò)300萬(wàn)美元（約合人民幣2036萬(wàn)）的種子輪融資。

目前公司研究團(tuán)隊(duì)有10個(gè)人。Graves表示要擴(kuò)大規(guī)模，公司官網(wǎng)也發(fā)布了招聘信息。

根據(jù)計(jì)劃，Graves的團(tuán)隊(duì)會(huì)在兩年內(nèi)將電池推向市場(chǎng)。

如果碳氧電池能實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化，那么風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電廠將取代現(xiàn)有的化石燃料、天然氣發(fā)電廠，人類(lèi)可以大規(guī)模使用更清潔、可再生的能源。

這聽(tīng)起來(lái)，好像十分完美？

理論可行，但已有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手

首先，這種電池技術(shù)在理論上是可行的。

在2021年，有研究團(tuán)隊(duì)在Nature子刊上發(fā)表過(guò)一篇論文，內(nèi)容評(píng)估了長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)（LDES）。

論文的結(jié)論是，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)說(shuō)，最大的影響因素是能量存儲(chǔ)成本和排放效率。

一項(xiàng)長(zhǎng)期儲(chǔ)能技術(shù)必須能以非常廉價(jià)的方式儲(chǔ)存大量能量，且使用時(shí)間至少超過(guò)100小時(shí)，才有可能取代現(xiàn)有的清潔能源技術(shù)。

Graves團(tuán)隊(duì)的技術(shù)恰好能滿(mǎn)足廉價(jià)、使用時(shí)間長(zhǎng)的條件。

但也有問(wèn)題。

截至目前，Graves團(tuán)隊(duì)還沒(méi)有公開(kāi)碳氧電池更詳細(xì)的參數(shù)，也沒(méi)有能夠演示的產(chǎn)品，更沒(méi)有公開(kāi)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

可以說(shuō)現(xiàn)在的碳氧電池還是一種“實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品”。

同時(shí)，產(chǎn)品已經(jīng)有了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手：也能運(yùn)行100小時(shí)以上的鐵-空氣電池。

這種電池來(lái)自Form Energy，特斯拉電池開(kāi)發(fā)前負(fù)責(zé)人擔(dān)任公司CEO，創(chuàng)始人還有麻省理工的教授。

而這家公司已經(jīng)籌集到6.5億美元（約合人民幣44億）的資金，和明尼蘇達(dá)州第二大電池公司簽訂了安裝合同，正在建造生產(chǎn)工廠，預(yù)計(jì)明年就可發(fā)貨。

Form Energy的進(jìn)展明顯更快一點(diǎn)。

至于碳氧電池能否滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的市場(chǎng)需求，Graves表示這要看在哪里部署。

而Graves認(rèn)為碳氧電池最合適的地方，則是全美屋頂太陽(yáng)能普及率領(lǐng)先的夏威夷。

參考鏈接：

https://electrek.co/2023/01/18/mars-rover-scientist-carbon-oxygen-batteries/

https://news.yahoo.com/noon-energy-raises-28m-whole-120000451.html