铁-空气电池是什么电池？

宣布在铁-空气电池领域取得重大突破的是一家名为Form Energy的电池初创企业，据悉成立短短十年的Form Energy便得到了贝索斯、比尔盖茨等人的支持，至今已完成共计3.25亿美元融资。而在筹集了数亿美元并对十年的研究进行了改进之后，Form Energy在近期终于向世界赠送了一个能源技术的圣杯。

Form Energy公司公布的铁-空气电池的部分魅力在于它的简单性，只有两种常见的主要成分——

铁和空气，因此被称为铁-空气电池。虽然铁的提取也会导致空气和水的污染，但铁-空气电池可以的完成充电放电周期可以长10000次，而锂的循环次数只有3000次（这相当于铁-空气电池可以使用30年，而锂只有10年）。铁在地壳中的含量也更多，使它的成本远远低于传统电池与其他金属空气电池所需的各种元素，其每个电池在每干瓦时的存储中只需花费价值6美元的材料，并且完全成型的电池系统的成本将低于每千瓦时20美元，使其总体上比锂离子电池便宜得多，Form Energy公司对其电池的最新评估认为其成本低至锂单元Q的十分之一。

但这还不是他们最令人兴奋的地方，Form Energy公司的创新在于其推出的铁-空气电池是一种固体电解质的静态电池，而不是使用电解液的液流电池，具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性，同时能量密度也更有优势，钻酸锂的电解质溶液充电到4.45V，三元材料可以充电到4.35V便会被氧化，而固体电解质可达到5V，有利于提升电池系统的能量密度。

铁-空气电池是一个可充电150小时的系统，这意味着它们可以为电网提供超过6天的电力。我们的社会将最终拥有一个安全的、全可再生的电网，使我们能够完全脱离化石燃料发电厂。而且我们不必再等太久就能做到。Form Energy的下一阶段是向电网规模的发电厂发展，计划在2023年建立一个示范工厂，并在2025年将功能齐全的长寿命铁电池投入电网。已经有几家公用事业公司正在与Form Energy公司就部署其新电池进行沟通，这可能正是让美国实现到2035年实现无碳化Q的目标。

但是，铁-空气电池究竟是如何达到这一效果的呢？它是通过被称为可逆生锈的东西发生的。一个单一的大型电池单元可以包含10-20个电池堆。在这些电池中，有三个主要部分：阳极、阴极和电解质。这些是构成任何电池的主要部分，使其能够产生和储存电力。在这种情况下，阳极是由铁球组成的，而呼吸空气的阴极位于另一端。这两个部分都浸没在水基电解质a中，允许进入的空气与铁发生反应。这个反应将铁氧化成氢氧化铁，在这个过程中释放出电子。然后，它进一步将铁氧化成铁锈–这个过程释放出更多的电子并为我们提供电力。所有这一切意味着，在放电过程中，铁锈会在阴极堆积，但在充电阶段，通过电池单元的电流会逆转反应，使氧气从铁锈中释放出来，铁又被还原了回来。

铁-空气电池并不能取代锂电池，在很多情况下铁-空气电池并不合适，因为它们太过笨重，在要求轻便的领域，如手机、电脑，甚至电动汽车领域都不合适。铁-空气电池的真正用武之地还是在家庭、电网、数据中心等回定场景做电力储存，是我们向清洁能源过渡的最后一块。如果风能、太阳能、核能和地热能能够与锂离子电池一起提供我们80%的电力，那么最后的20%则又希望用铁-空气电池来解决。