网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

不用锂、不用钴:一堆沙子如何把电变成600℃的“热银行”?

0
分享至

沙电池不用锂,而用廉价材料来储存热能。



随着太阳能电池板和风力涡轮机发出更多电力,有一个挑战越来越难以忽视:当可再生能源有电、但当下却没有人需要时,该怎么办?与其让多余电力闲置不用,越来越多热能储存系统正在探索一种异常简单的方案——加热沙子。

这些系统被称为沙电池。它们将电力转化为热量,并储存在装满沙子或类似固体材料、具有高度隔热层的大型容器中。随后,这些热量可以在数小时、数天,甚至可能数月后释放,为区域供热网络和工业流程提供能源。然而,与传统电池不同,它们主要设计用于储存和提供热量,而不是电力。

将多余电力转化为储存的热能

沙电池背后的原理相对简单。当电力充足或价格低廉时,来自电网或风能、太阳能等可再生来源的电力被用来运行电加热元件。这些元件加热空气或其他传热介质,使其在装满沙子的容器内部的管道或通道中循环。

当热空气穿过储存材料时,会把热能传递给周围的沙子。根据设计不同,一些系统可以将材料加热到约600摄氏度(1112华氏度)。

容器周围设有厚实的隔热层,以减缓热量散失。沙子尤其有用,因为它价格低廉、来源广泛、在高温下化学性质稳定,并且能够储存大量热能。它还避免了对锂、钴以及其他某些电化学电池相关材料的需求。

储存的能量多少取决于材料的质量以及其温度升高了多少。简单来说,更多沙子被加热到更高温度,就能储存更多能量。

系统如何释放能量?

当需要热量时,过程反向运行。较冷的空气在炽热的储存材料中循环,吸收其热能,然后通过热交换器。

回收的热量可以传递给水,用于区域供热网络;可用于为工业设备生产蒸汽;也可作为热空气供应给制造和干燥工艺。沙子仍留在隔热容器内,使系统可以在电力可用时重新充能。

这使得沙电池对需要大量、稳定热量供应的行业尤其有吸引力。食品加工、纺织、化工、造纸和其他制造活动往往依赖化石燃料来产生工艺热。热能储存系统可以帮助用可再生来源产生的电力替代其中一部分需求。

它还解决了可再生能源生产中的错配问题。风能和太阳能输出可能全天波动,而工厂和供热网络需要可靠的能源供应。沙电池可以在供应充足时吸收电力,并在需求上升时释放热量。

从芬兰到更大规模的储能

最知名的例子之一来自芬兰公司极夜能源(Polar Night Energy),该公司为芬兰坎坎佩的能源公用事业公司Vatajankoski开发了一套商业沙电池。该设施于2022年开始运行,在一个约7米(约23英尺)高的钢制容器内使用约100吨(约110美吨)沙子。其储热容量为8兆瓦时,向当地区域供热网络供热。

此后,该公司在芬兰波尔奈宁开发了一套规模大得多的设施。该系统不使用普通沙子,而是使用约2000吨(约2200美吨)碎皂石,这种材料也能储存热能。其容量为100兆瓦时,旨在向该镇的区域供热网络供热,并减少对化石燃料和木屑的依赖。

这些项目表明,固体材料储热可以扩展到市政和工业供热。研究人员也在探索能够利用储存热量发电的系统。例如,美国国家可再生能源实验室的ENDURING概念使用电加热的二氧化硅颗粒,并将其储存在隔热的筒仓中。当需要电力时,热颗粒将热量传递给工作气体,驱动与发电机相连的机械。

有哪些局限?

沙电池不能直接替代锂离子电池储能。其主要优势是能够使用相对廉价的材料储存大量热能。但要将储存的热量再转化回电力,需要额外设备,如热交换器、涡轮机或其他发电系统,并会带来能量损失。

还存在工程挑战。沙子的导热性相对较低,意味着热量在其中移动得并不特别快。系统必须经过设计,以有效分配热量、维持有用的输出温度,并限制通过隔热层的损失。其经济性还取决于能否获得廉价电力,以及附近是否存在热量需求。

沙电池最强的应用场景,并不是直接用电力为手机、汽车或家庭供电,而是以供热网络和工厂可用的形式储存可再生能源。随着更多风能和太阳能进入电网,将偶尔过剩的电力转化为可靠的热量,可能成为让可再生能源全天候发挥作用的重要组成部分。

如果朋友们喜欢,敬请关注“知新了了”!

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
社死了!江苏网友发帖吐槽,到星巴克休息等库迪外卖,遭店员劝阻,评论区一片怒斥:网暴自己的不多见

社死了!江苏网友发帖吐槽,到星巴克休息等库迪外卖,遭店员劝阻,评论区一片怒斥:网暴自己的不多见

火山詩话
2026-11-08 09:27:46
中国外交官被限24小时离境,横插两岸统一,这国比美国更过火?

中国外交官被限24小时离境,横插两岸统一,这国比美国更过火?

蜉蝣说
2026-11-05 10:20:15
山东人当年“闯关东”,为何宁愿去严寒的东北,也不去富饶的南方

山东人当年“闯关东”,为何宁愿去严寒的东北,也不去富饶的南方

文史道
2025-03-03 13:00:30
人民日报:屡被曝光查处仍能死灰复燃,如何斩断私域“神药”链条

人民日报:屡被曝光查处仍能死灰复燃,如何斩断私域“神药”链条

澎湃新闻
2026-11-09 08:48:03
大心脏!10-2被翻盘后连赢3局,23岁张本智和5连胜夺冠,振臂高呼

大心脏!10-2被翻盘后连赢3局,23岁张本智和5连胜夺冠,振臂高呼

风过乡
2026-11-09 07:53:35
如果你还信美航母一半甚至大多数趴窝、只有两三艘能用,那···

如果你还信美航母一半甚至大多数趴窝、只有两三艘能用,那···

邵旭峰域
2026-10-13 13:18:02
大连夺冠放大招!对山东人免费100天,辽篮发声,王大雷致歉蓉城

大连夺冠放大招!对山东人免费100天,辽篮发声,王大雷致歉蓉城

萌兰聊个球
2026-11-09 07:43:12
早田希娜眼睛都笑没了!卫冕成功创5纪录 球迷:能赢蒯曼张本进步显著

早田希娜眼睛都笑没了!卫冕成功创5纪录 球迷:能赢蒯曼张本进步显著

颜小白的篮球梦
2026-11-09 09:27:02
穆里尼奥皇马涅槃封神!阿隆索切尔西彻底迷失!老佛爷赌对了

穆里尼奥皇马涅槃封神!阿隆索切尔西彻底迷失!老佛爷赌对了

奶盖熊本熊
2026-11-09 08:56:21
离谱!都2026年了,电车续航为什么还在“虚标”?

离谱!都2026年了,电车续航为什么还在“虚标”?

大厂财经社
2026-11-08 11:11:04
诸葛宇杰会见江苏省代表团一行

诸葛宇杰会见江苏省代表团一行

政知新媒体
2026-11-08 08:56:35
史诗级崩盘!成都7失赛点,29轮领跑末轮丢冠,史上最大掉链子

史诗级崩盘!成都7失赛点,29轮领跑末轮丢冠,史上最大掉链子

奥拜尔
2026-11-08 17:35:02
这个小老板,把大连足球救成了冠军

这个小老板,把大连足球救成了冠军

华商韬略
2026-11-09 10:55:06
享受生活!国家队退役 + 沙特联休赛,C 罗回到 3500 万欧豪宅悠闲度假

享受生活!国家队退役 + 沙特联休赛,C 罗回到 3500 万欧豪宅悠闲度假

小椰的奶奶
2026-11-09 07:36:30
小沈阳深夜发文告别!

小沈阳深夜发文告别!

阿废冷眼观察所
2026-11-08 10:56:47
商鞅为什么害怕百姓太有钱?

商鞅为什么害怕百姓太有钱?

熊倌儿
2026-11-08 22:06:30
妖魔化ICE遭反噬!南加缉毒警蒙面搜查毒品仓库,被当成ICE遭打砸

妖魔化ICE遭反噬!南加缉毒警蒙面搜查毒品仓库,被当成ICE遭打砸

大洛杉矶LA
2026-11-08 06:29:16
法国主教练齐达内:比起哈里・凯恩,某皇马球员更配得上金球奖

法国主教练齐达内:比起哈里・凯恩,某皇马球员更配得上金球奖

福酱的小时光
2026-11-09 07:45:12
太离谱!穆里尼奥主动求助安切洛蒂!皇马天才在伯纳乌没球踢

太离谱!穆里尼奥主动求助安切洛蒂!皇马天才在伯纳乌没球踢

奶盖熊本熊
2026-11-09 09:07:33
北京八宝山,数万坟位期满却无人再缴,并非儿孙不孝,实在是家里兜不住了

北京八宝山,数万坟位期满却无人再缴,并非儿孙不孝,实在是家里兜不住了

扶苏聊历史
2026-11-04 18:20:53
2026-11-09 11:43:00
知新了了
知新了了
专注于新知、科普的传播
6760文章数 2299关注度
往期回顾 全部

头条要闻

丈夫凌晨4点和陌生女子通话 妻子赌气与异性开房3天

头条要闻

丈夫凌晨4点和陌生女子通话 妻子赌气与异性开房3天

体育要闻

40岁,正是绝杀的年纪!

娱乐要闻

敬一丹女儿追忆母亲:她被世界铭记

财经要闻

市场能接受AI繁荣退潮吗?

科技要闻

AI机房被卡,美股重挫!英伟达大跌9%

汽车要闻

限时权益价8.88万 吉利星愿STAR限定系列发布

态度原创

旅游
房产
时尚
本地
军事航空

旅游要闻

直播间低价旅游卡兑现难 文旅消费陷阱如何破?

房产要闻

突发!海口新政:小户型回来了!

把北京喝成一杯酒

本地新闻

乌兰察布:以前种土豆,现在种Token

军事要闻

特朗普称伊朗战事何时结束将由其决定

无障碍浏览 进入关怀版