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化石燃料導致氣候變化，對氣候的關(guān)注引發(fā)對可再生能源的關(guān)注，但是儲存卻成為一個大問題，電池技術(shù)在今天變得極為重要，現(xiàn)在最火的電池有鋰離子電池，鈉離子電池等等。

今天我們來介紹一個，用鐵作為原料的電池，鐵已經(jīng)存在了很久，用鐵制造的電池已經(jīng)出現(xiàn)，它是由特斯拉固定電池部門的前副總提出，他畢業(yè)于麻省理工學院，有許多有關(guān)于電池技術(shù)的論文，鐵是恒星內(nèi)核聚變的終點，所以很多物質(zhì)最后都變成了鐵，但在很長一段時間內(nèi)，人們不認為它的，儲量非常豐富，因為周圍總有很多東西與它結(jié)合，而不是獨立存在。

古代唯一的純鐵來自于一個沒有氧氣的地方，由鐵合金組成的隕石有時會降到地球上，它是所有人類文明中，最大的金屬鐵來源，那時候鐵不僅珍貴，還帶著許多神秘色彩，隕石摩擦大氣層的熱度，足以冶煉鐵的氧化物，這打破鐵氧鍵的結(jié)合，點燃了人類文明的新時代。

從能量上講，那是最有利的物質(zhì)形式，當金屬鐵變成氧化鐵時，會有一些能量被釋放出來，這就是這個電池的原理，讓我們看看一個完全放電的電池，鐵作為陽極，堿性水作為電解質(zhì)，氧氣呼吸膜作為陰極，當你給電池充電時，你開始向陽極輸送電子，溶液是紅色的，這是與氫氧根離子結(jié)合的，亞鐵離子的特征顏色，當亞鐵離子得到兩個電子時，它又變成了金屬狀態(tài)，而氫氧根離子被拉向陰極，在那里它放棄了四個電子，變成氧氣和水，水補充了電解質(zhì)氧氣被放出。
當我們想使用儲存在電池中的能量時，我們需要使鐵生銹，所以我們把氧氣吸入，在催化劑的幫助下，我們給氧氣增加電子，使其離解成氧離子，這些與水反應形成氫氧根離子，迫使鐵放棄其電子重新變成鐵銹，呼吸空氣的陰極，確保沒有像二氧化碳這樣的雜質(zhì)擾亂電池，催化劑確保進來的氧氣得到四個電子，后者會產(chǎn)生過氧化物離子，這可能會損壞電池的部件。

而如果你想知道為什么電解質(zhì)是堿性的，那是因為巖石可以溶解在酸性介質(zhì)中，而且在充電的時候，你可能會得到鐵離子，使陽極和陰極短路，這也是此前鐵電磁一直遇到的問題，使用可再生的為這些電池充電，讓它們提供多天的電力儲存，鐵非常豐富和常用的材料，所以他們預計會非常便宜，農(nóng)場能源有望實現(xiàn)每千瓦時20美元的存儲，而鋰離子電池則為每千瓦時50美元。

因此，即使他們不能像競爭對手那樣持續(xù)很長時間，他們最終還是會便宜很多，一個電池可以有10,000的循環(huán)壽命，這將相當于30年，而且我們不需要擔心這些電池的壽命終結(jié)問題，鐵真的很容易被回收，而且回收這些電池所需的能量，比其它電池要少得多。

既然該電池這么便宜，為什么現(xiàn)在還沒有大規(guī)模的推廣呢，是不是因為大石油，天然氣，氫氣的影響呢，實際上主要原因似乎是呼吸膜，在七十年代，當鐵空氣電池首次被研究時，在陽極吸入的空氣會有很多雜質(zhì)，會與電解質(zhì)發(fā)生反應，導致電池在短短的10個，或數(shù)百個循環(huán)中失去容量，農(nóng)場能源膜是通過收購一家，正在研究鋅空氣電池的公司獲得的，因此，雖然這個概念已經(jīng)知道了很久了，將其大規(guī)模付諸實施所需的技術(shù)，直到最近才存在。

許多人或許還有另外一個疑問，如果這能在一定的重量下，比鋰離子電池儲存更多的能量，那為什么我們不使用在電動汽車上，那是因為我們離達到理論上的能量密度，還有很長的路要走，氧化反應主要發(fā)生在鐵球的表面，它們作為陽極使用的時候通常不會停在表面，它是非常多孔的，進入鐵內(nèi)部的氧氣和水分較少，但在這種情況下，自然不能讓整個陽極溶解成粉末，所以循環(huán)可能只影響到最外面的一層，因此，比能量可能更接近理論最大值的十分之一，大約為每公斤八十瓦特小時。

這里有一個隱藏的線索，你認為這些電池的效率是多少？，這些電池的效率是50%，當你把電子抽到陽極的時候。，其中一些可能將氫離子還原成氫氣，而作為電池效率如此低下的部分原因，鋰離子要好得多超過90%的氫氣更差，但你基本上可以永遠儲存它，加上你可以在氫氣汽車中使用它，這種效率的唯一好處就是成本效益，電力真的很便宜，可再生能源可以有低電價，甚至是負電價。
還有最后一件事你應該知道，用一英畝的土地，可以生產(chǎn)一到三兆瓦的電力，像韓國的鋰離子電池系統(tǒng)，可以有二十倍的功率密度，而鐵電池可以很好地與鋰離子系統(tǒng)一起工作，混合系統(tǒng)可以在短時間內(nèi)提供高功率，在多天內(nèi)提供低功率，如今，這個電池已經(jīng)進入試驗階段，不失為一個未來電池的好選擇，與鋰離子電池相互組合，或許能夠改變未來的能源格局。

原標題：鐵空氣電池，全球最便宜的儲能系統(tǒng)，會成為改變能源格局的關(guān)鍵嗎