雙碳研究 | 美國在儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破：打造超長壽命電池，續(xù)航提升十倍。

美國在儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破：

打造超長壽命電池，續(xù)航提升十倍。

eldiario24 網(wǎng)10月19日報(bào)道

美國科研團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一項(xiàng)具有變革意義的電池技術(shù)，其設(shè)計(jì)使用壽命達(dá)到現(xiàn)有鋰離子電池的十倍之長。這項(xiàng)突破能否在能源競賽中為美國贏得優(yōu)勢地位，從而扭轉(zhuǎn)當(dāng)前由中國主導(dǎo)的競爭格局？若該技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，不僅將重構(gòu)城市能源運(yùn)作體系，更有望大幅降低對傳統(tǒng)能源的依賴程度。

注：圖片源于網(wǎng)絡(luò)

變革性技術(shù)初探：重塑世界格局的潛力

這項(xiàng)突破性技術(shù)的核心是新型電子導(dǎo)電碳混凝土（ec3）電池。該電池采用水泥、水與碳灌注電解液的特殊配比，形成獨(dú)特的導(dǎo)電納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，其運(yùn)作機(jī)制堪比超級計(jì)算機(jī)，能夠在毫秒級時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)能量的高效存儲與瞬時(shí)釋放。如今其儲能容量實(shí)現(xiàn)十倍提升，該項(xiàng)技術(shù)在大規(guī)模儲能應(yīng)用領(lǐng)域已具備全球競爭力。

系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)創(chuàng)新與用戶便捷性的無縫融合

ec3超級電容器的電解液整合工序可在混凝土配料初期完成，此結(jié)束后無需額外進(jìn)行硬化處理。

此外，該技術(shù)可制備密度更高、能量密度更大且導(dǎo)電均勻的板材。實(shí)驗(yàn)表明，采用海水與工業(yè)溶劑電解液的配置配方，已能同步實(shí)現(xiàn)性能指標(biāo)與可持續(xù)性效益的最大化。

新型電池技術(shù)：賦能千行百業(yè)與社區(qū)可持續(xù)發(fā)展的深遠(yuǎn)影響

該技術(shù)適用于大型基礎(chǔ)設(shè)施級別的能源應(yīng)用。通過將儲能混凝土運(yùn)用到建筑、交通道路與橋梁等建筑與市政設(shè)施中，可讓這些結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為分布式能源節(jié)點(diǎn)。

在宏觀電網(wǎng)架構(gòu)中，該技術(shù)能協(xié)同整合被動(dòng)式結(jié)構(gòu)部件，可形成具有主動(dòng)功能的電網(wǎng)單元。這一新型能源基礎(chǔ)設(shè)施能同時(shí)實(shí)現(xiàn)超級電容儲能與可再生能源就地存儲功能。當(dāng)太陽能、風(fēng)能等間歇性電源停止運(yùn)行時(shí)，搭載ec3技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)能及時(shí)釋放儲存的能量，有效維持電網(wǎng)穩(wěn)定。此項(xiàng)突破性創(chuàng)新已運(yùn)用于美國家庭供電系統(tǒng)中。

除儲能功能外，ec3技術(shù)還能創(chuàng)造顯著的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)雙重效益。其特殊材料配方讓建筑結(jié)構(gòu)具備微裂紋自修復(fù)能力，同時(shí)還能吸收大氣中的二氧化碳。這一技術(shù)不僅能助力實(shí)現(xiàn)大規(guī)模碳封存，還能大幅降低全生命周期碳足跡。這種雙重效能既增強(qiáng)了建筑結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固度與耐久性，也有效延長了基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命。

從生態(tài)維度考量，ec3技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用將有效減少對傳統(tǒng)鋰基電池體系的依賴，進(jìn)而長期降低能源基礎(chǔ)設(shè)施投資、減少材料生產(chǎn)成本及維護(hù)費(fèi)用。

科技項(xiàng)目：重塑地緣政治平衡，改變?nèi)蚰茉搭I(lǐng)域影響力

這項(xiàng)技術(shù)突破將推動(dòng)美國躋身下一代能源創(chuàng)新的核心領(lǐng)導(dǎo)行業(yè)，并對中國在全球電池供應(yīng)鏈中的傳統(tǒng)主導(dǎo)地位構(gòu)成直接挑戰(zhàn)。縱觀全球產(chǎn)業(yè)格局，中國始終牢牢掌控著原材料開采與規(guī)模化制造等關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

此外，該技術(shù)的研發(fā)與落地實(shí)質(zhì)上構(gòu)成了一項(xiàng)國家戰(zhàn)略計(jì)劃。其戰(zhàn)略目標(biāo)旨在提升美國能源自主權(quán)、強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施、降低未來能源依賴風(fēng)險(xiǎn)，并減少在全球能源格局中對高端電池外部技術(shù)的依賴。

ec3電池的研發(fā)標(biāo)志著儲能技術(shù)的重大突破。該技術(shù)通過將儲能功能與基礎(chǔ)設(shè)施深度結(jié)合，不僅顯著提升了美國的能源利用效率與國家能源安全水平，更有效降低了對境外電池產(chǎn)品的依賴。現(xiàn)有研究證實(shí)，ec3電池蘊(yùn)藏著變革城市能源格局的潛力——未來城市有望成為自給自足、具備較強(qiáng)韌性且技術(shù)互聯(lián)的能源樞紐，與芬蘭創(chuàng)新型沙電池一樣具有重要參考價(jià)值。

編譯：張 雅（新能源部）

審校：耿 語（新能源部）

編輯：張 雅（新能源部）