電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報道

在碳中和目標驅(qū)動下，全球能源結構加速向可再生能源轉(zhuǎn)型，儲能技術成為解決風光發(fā)電間歇性問題的關鍵。當鋰電池占據(jù)主流地位時，一種以鋁為核心材料的新型儲能技術正悄然崛起——鋁基材料憑借其獨特的性能組合，正在儲能領域書寫新的篇章。

鋁基儲能技術的突破首先體現(xiàn)在鋁空氣電池與鋁基鉛炭電池的產(chǎn)業(yè)化應用上。鋁空氣電池以金屬鋁為負極，空氣中的氧氣為正極反應物，理論能量密度高達8100 Wh/kg，是鋰離子電池的2-3倍。

這種電池無需高壓儲氫裝置，且電解液為水基溶液，安全性遠超傳統(tǒng)電池。昆工科技開發(fā)的鋁基鉛炭電池更將儲能時長提升至120小時以上，通過鋁基鉛合金復合材料替代傳統(tǒng)鉛板柵，顯著降低內(nèi)阻并抑制熱失控風險。在寧夏靈武的10萬千瓦光伏項目中，該技術已實現(xiàn)配套儲能系統(tǒng)穩(wěn)定運行，驗證了其在長時儲能場景的可靠性。

在儲氫領域，鋁基材料展現(xiàn)出顛覆性潛力。鋁與水反應生成氫氣的化學特性，使其成為理想的儲運載體。南京工業(yè)大學團隊通過引入CeF3催化劑，將鎂鋁合金的脫氫活化能從155.95kJ/mol降至79.31kJ/mol，使200℃下的吸氫速率提升至4wt.%。

中鋁集團研發(fā)的納米改性5083鋁合金儲氫罐內(nèi)膽，密度較傳統(tǒng)材料降低40%，正在推動液態(tài)氫儲運成本下降至與柴油相當?shù)乃?。這種“鋁-氫”閉環(huán)體系，為綠氫制備與分布式能源系統(tǒng)提供了全新解決方案。

成本優(yōu)勢是鋁基材料突圍的核心競爭力。鋁基鉛炭電池的建造成本僅為鋰電池的65%-80%，且全生命周期可回收率高達99%。

在云南曲靖的鋁基電池產(chǎn)線，每GWh產(chǎn)能的原材料成本比鋰電池低30%，這使其在無電地區(qū)微電網(wǎng)建設中具備顯著優(yōu)勢。全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院的測算顯示，若鋁基儲能技術滲透率達15%，到2030年可降低新能源并網(wǎng)成本超2000億元。

同時，產(chǎn)業(yè)化進程正在加速。昆工科技在寧夏的10GWh鋁基電池基地即將投產(chǎn)，規(guī)劃產(chǎn)能覆蓋西北地區(qū)80%的光伏配套需求；中電建在甘肅的30萬千瓦風電項目，首次將鋁基儲能系統(tǒng)納入電網(wǎng)調(diào)頻服務。

國際市場上，昆工的6V/430Ah儲能系統(tǒng)已出口至烏茲別克斯坦，其-20℃低溫性能（容量保持率＞90%）在哈薩克斯坦風電場創(chuàng)下連續(xù)運行2000小時的紀錄。

需要注意的是，鋁基材料的枝晶生長問題尚未完全解決，北京大學團隊開發(fā)的氯化物熔鹽電解質(zhì)雖抑制了鋁枝晶，但循環(huán)壽命仍落后于液態(tài)電解質(zhì)電池。此外，鋁空氣電池的氧還原催化劑成本占系統(tǒng)總成本的40%，尋找非貴金屬替代材料成為攻關重點。

值得期待的是，麻省理工學院通過AI篩選出的鈷錳雙金屬催化劑，已使鋁空氣電池的功率密度提升至300 mW/cm2，為商業(yè)化鋪平道路。

小結

站在能源革命的轉(zhuǎn)折點，鋁基材料正從實驗室走向產(chǎn)業(yè)前沿。其兼具高安全、低成本、長壽命的特性，與風電、光伏的波動性形成完美互補。當全球儲能市場規(guī)模突破萬億級門檻，鋁基技術或?qū)⒅厮苄袠I(yè)格局，成為新能源賽道上最耀眼的黑馬。