國內自行研發鋁電池儲能 2020上看百萬瓦等級

 

 

隨著再生能源發展，可以與風電、光電搭配的儲能技術備受注目。工研院研發的鋁電池找到關鍵材料， 2016年獲得百大科技研發獎（R&D 100 Awards）後，2017年運用在電動自行車，得到愛迪生獎（Edison Awards）肯定。配合國內再生能源發展，工研院今年將鋁電池研發方向朝向大規模儲能，以百萬瓦（MW）電網等級儲能為目標，預計2020年做到1MW。

與市場主流鋰電池相比，鋁電池體積較大，但污染少，對環境更為友善。據工研院評估，達市場規模後，價格會比鋰電池更便宜。

配合國內再生能源發展  鋁電池走向百萬瓦規模

因應風電與光電的間歇性，儲能成為電網穩定與調配的關鍵。2017年底，特斯拉（Tesla）在南澳打造全球最大鋰離子電池，容量達100MW。不過，鋰電池在開採、製造與廢棄過程如未妥善處理，也可能造成污染。相對之下，鋁電池壽命長、成本少、污染低，可望成為潛力新星。

工研院研發的鋁電池由鋁金屬陽極、石墨陰極與離子液體電解液所構成。單電池具2V放電平台，電容量達100mAh/g，可穩定循環超過一萬次，電容量仍不會衰弱，具快速充電、高安全性等特性，適合用在電網儲能。

工研院前幾年將鋁電池應用在交通載具，如電動自行車、無人載具等。配合國家政策，今年起將重點放在電網等級的儲能，預計今年做到 0.5MW，2020年達1MW。

工研院綠能與環境研究所鋁電池計畫研究員林琮祐指出，理論上，鋁電池只要透過電池模組串並聯設計就可以擴大裝置容量。但由於鋁電池的特性與其他電池不同，儲能櫃仍需要特殊設計才能達到1MW，這是正在解決的問題。

林琮祐補充，風能與太陽能是間歇性能源，有時會產生瞬間高功率。一般電池需加裝昂貴的電池管理系統才能避免過度充放電，但鋁電池本身就可快速充放電，在電太多時減少衝擊，電太少時提供電力，成為再生能源輸入電網前的緩衝站。

鋁電池小規模量產  進入商品化測試階段

工研院研發的鋁電池2016年贏得科技業奧斯卡之稱的百大科技研發獎，隔年隨即應用在電動自行車上，2017年再度獲得愛迪生獎。

林琮祐表示，國際鋁電池研究超過30年，過去一直缺乏合適的負極材料，直到2015年才有技術突破。工研院以石墨為正極材料，達到快充快放功能。歷經兩年多，目前已進行量產階段。

林琮祐說，目前生產的鋁電池主要用於打樣。不少上市櫃公司購買鋁電池的目的是研發，進一步測試公司產品結合鋁電池的可能，應用方向包括儲能、汽車、緊急用電、不斷電系統等。

儲能商機上看百億美元  鋁電池安全性與環保性較佳

根據工研院產經中心（IEK）分析，2015年全球商業電池市場約有791億美元的規模。相較於鋰，鋁的蘊藏量極為豐富，鋁電池技術有其重要性。

林琮祐指出鋁電池的優勢，以1C 代表一小時充飽電為例，鋁電池可以做到5C，也就是12分充飽電。在實驗室中，甚至可以做到一秒鐘充飽。鋁電池安定性高，爆炸風險低。在廢棄回收上，鋁電池使用的材料對於空氣、土壤都不會造成污染，電解液也是無機溶劑，97%可回收，是更為環保的選擇。

但是，在體積、重量與價格上，鋁電池重量跟傳統鉛酸電池相當，無法做到鋰電池的輕薄短小，價格也比鋰電池貴。工研院評估，達一定市場規模後，鋁電池可以比鋰電池更便宜。