美国能源部 (DoE) 已拨款 125 亿美元,资助两个能源创新中心团队,引领新一轮电池技术开发浪潮。该项目由阿贡国家实验室和斯坦福大学牵头,旨在突破锂离子电池目前的局限性。此举体现了双方为加速交通运输脱碳和加强清洁能源与电网融合所做出的共同努力。
美国能源部发布的一份新闻稿中详细介绍了这项资助公告,强调了对先进储能解决方案的迫切需求,以满足对更安全、更高效、更具成本效益的电池技术日益增长的需求。新兴应用,尤其是在交通运输和电网储能领域,需要更高的储能容量、更完善的安全措施,以及电池制造原材料的多样化,以降低供应链风险。
能源存储研究联盟(ESRA)
由阿贡国家实验室牵头的储能研究联盟 (ESRA) 汇集了来自三个国家实验室和 50 所大学的约 12 名研究人员。ESRA 的使命是从基础层面探索电池科学,以应对当前面临的挑战,包括安全性、高能量密度以及利用易得且廉价的材料开发长续航电池。
ESRA 的主要目标是推动能源存储科学的发展,促进技术创新,增强美国的经济竞争力。
ESRA主任孟雪莉强调,在努力实现重型运输和电网深度脱碳的过程中,迫切需要高性能、低成本和可持续的储能设备。孟雪莉同时也是阿贡国家实验室储能科学合作中心的首席科学家和芝加哥大学普利兹克分子工程学院的教授。她强调,要超越当前锂离子技术的性能,必须开展以基础科学为基础的开创性研究。她表示:“对高性能、低成本和可持续储能设备的需求正在增长,尤其是那些有可能实现重型运输和电网深度脱碳的设备。”
ESRA 科学推进副主任兼伯克利实验室工程师 Bryan McCloskey 补充道,ESRA 旨在构建一个有利于快速创新的生态系统,缩短基础发现和技术部署之间的时间差。ESRA 战略的一个重要组成部分是通过与产业界、学术界和政府部门合作,培养多元化的未来劳动力,使其能够满足未来的制造业需求。他表示:“ESRA 致力于打造一个储能研究生态系统,其使命是快速创新,缩短基础发现和技术开发之间的时间差,并培养下一代劳动力。”
该联盟由哥伦比亚大学、麻省理工学院、密歇根大学等机构组成,将积极参与科研、治理和战略发展等各个方面。
水性电池联盟(ABC)
与此同时,斯坦福大学牵头成立了水系电池联盟(ABC),致力于开发一种新型水系电池,该电池有望兼具环境友好性和成本效益。这项新型电池技术预计能量密度将高于目前的铅酸电池,成本可能仅为现有锂离子电池的十分之一,旨在克服电压低、能量密度低和腐蚀等长期存在的挑战。
该项目首席科学家、滑铁卢大学教授琳达·纳扎尔指出,水系电池的研发一直面临诸多障碍,包括材料腐蚀和实际条件下的电池故障。“这种新型水系电池的研发障碍多年来一直困扰着发明家们,”她说道。
项目主任、斯坦福大学教授崔毅强调,创建价格合理、能够长期可靠运行的电网规模能源存储解决方案至关重要,尤其是在太阳能和风能等间歇性可再生能源占主导地位的时代。
由斯坦福大学普雷科特能源研究所管理的水系电池联盟汇集了来自北美各地机构的31位顶尖电池科学家、工程师和物理学家,其中包括斯坦福直线加速器中心(SLAC)、加州大学多个分校、北卡罗来纳州立大学以及美国陆军和海军研究实验室。他们的合作将涵盖材料设计与合成、理论与仿真以及原型器件表征。
研究团队将探索电池技术的各个方面,包括电解质、电极材料和整体设备架构,以期制造出不仅性能高效而且能够快速充电和放电且经济可行的电池。
美国能源部拨款 125 亿美元,在五年内平均分配给这两个中心,为能源存储领域的变革性研究建立了强有力的框架。




