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第三章 新兴储能技术
一、超级电容新技术
超级电容器在新能源发电、电动汽车、信息技术、航空航天、国防科技等领域中具有广泛的应用前景。目前扣式电容器已是比较成熟的产品,也是目前市场量昀大的产品。有机电解液对称型超级电容器是目前应用领域昀广的超级电容器。
目前超级电容器的基础研究领域涉及的方面很广,其中包括活性炭材料的合成新方法新工艺、活性炭材料的处理方法、活性炭材料的孔径及孔径分布对超级电容器性能的影响;超级电容器失效机理以及与活性炭材料的物性参数、电解液种类以及粘结剂种类的关系;廉价金属氧化物的合成、贵金属氧化物二氧化钌与碳材料的复合等。
依照美国国家能源部的数据预测,超级电容器在全球市场的容量预计将从2007年的4亿美元发展到2013年的120亿美元。基于中国消费电子近年来的惊人增长表现,预计到2013年,我国超级电容器的整体产业规模有望达到79亿元。
二、铅酸电池新技术
水平铅网铅酸蓄电池是一种采用水平电极的铅酸电池新技术。
水平电池有优异的性能,尤其是在动力性能及抗震性能方面的突出表现,作为动力电池完全可以满足需要,同时在通讯电源、太阳能、风能储能蓄电池及军事应用领域也有很好的应用前景。
水平铅网电池发展技术比较成熟,有自主专利的铅布板栅制造工艺,采用机械化的装配工序,率先实现了水平电池的规模化生产。美国HorizonBatteries,LLC、美国HorizonBatteries(China)LLC、美国MillenniumEnergyGroup、美国XtremePowerInc、国内豪德千网水平电池(包头)有限公司、台湾德发实业股份有限公司等公司都投入了大量人力、物力和财力,部分产品已实现商品化。
三、超级铅酸电池新技术
超级铅酸电池,将超级电容器和电池的优点于一身,是兼具高能量密度和高功率密度的新型储能器件。超级铅酸电池采用泡沫炭板栅和铅炭电极,通过利用泡沫炭的高比表面积,结合炭电容器的高比功率和长寿命优势,克服了传统铅酸电池的缺陷。
超级铅酸电池作为车辆的动力电源是当前技术层面上的的突破。超级蓄电池与传统铅酸蓄电池相比:功率可提高20%~50%,寿命至少可延长2~3倍。
超级电池特别适用于混合动力汽车领域,也可用于太阳能、风能等间歇性能源的存储。
四、金属燃料电池新技术
金属燃料电池是以金属代替氢或富氢燃料而发展产生的新概念的燃料电池。金属空气电池,是用金属燃料代替氢而形成的一种新概念的燃料电池。
金属燃料电池的研究应用主要在动力电源方面,未来金属燃料电池还可用于潜艇AIP系统的能源,太阳能、风能等间歇性能源的储存和电网调峰储能等领域。目前金属燃料电池研究昀多的是锌、铝燃料电池,锂燃料电池也有研究。
五、新型压缩空气储能技术
为解决常规压缩空气储能系统面临的主要问题,先后出现了带储热的压缩空气储能系统、微小型压缩空气储能系统、液化空气储能系统、超临界压缩空气储能系统等。
目前,德国的RWEPower公司正在研发90MW的带储热的压缩空气储能系统,预计到2013年完成。英国HighviewPowerStorage公司的第一台MW级液化空气储能样机已在伦敦地区示范运行,正在研发10MW级的液化空气储能系统示范装置。中科院工程热物理研究所正在研发超临界压缩空气储能系统,其15kW实验系统已经建成,1.5MW示范系统已开始建设,下一步将建设10MW级示范装置。
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