新型镍氢气电池瞄准长时储能

人们所熟知的镍氢电池(NiMH)利用氢离子进行充放电，要避免产生氢气。而NASA最早研发的镍氢气电池(NiH₂)的阳极本身就是氢气，在放电时氢气会氧化成水,在充电时则会产生氢气。由于这种电池内部需要承受高压，因此常被设计成类似压力容器的罐体形状。

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低成本、高安全、长寿命

2018年，斯坦福大学教授崔屹及其研究团队在前期锰氢气电池工作的基础上，发表了可用于大规模储能领域的最新研究成果——一种低成本、长寿命、高能量密度的储能电池镍氢气电池。

这种以廉价的过渡金属NiMoCo替代传统的贵金属铂作为负极催化层材料，NiMoCo作为双功能催化剂与Ni(OH)₂组成的新型镍氢气电池表现出优越的电化学性能，崔屹团队认为通过优化电极材料和电池操作系统，可以进一步降低镍氢气电池的资金成本，这使其具有大规模、长时储能应用的前景。

为追求电池的最佳往返效率和循环稳定性，昂贵的铂催化剂被广泛用于传统镍氢气电池中，以催化氢气负极发生高效氢氧化反应与析氢反应，然而这种贵金属也可能会受到一些杂质或毒物的影响而降低活性。

即使如此，传统镍氢气电池优异的长循环稳定性能也激发着研究人员进一步地探索镍氢气电池的工作机制和更广阔的应用环境，寻找新的催化剂也成为了研究员的创新方向。

除崔屹用NiMoCo作为催化剂外，中国科技大学教授陈维采用的新型碳载钌镍合金纳米催化剂(RuNi/C)也同样颇具竞争力。

成本仅为铂催化剂的五分之一、具有超高的催化活性，基于RuNi/C催化剂制备而成的新型镍氢气电池不仅能在宽温域气候条件下(从-25到+50℃)高效运行，且具有超高电堆能量密度，陈维表示：“先进的超工业水平的镍氢气电池为实际电网规模的储能应用提供了巨大的机会。”

“新型镍氢气电池与其他电池对比有着非常大的优势，尤其是在安全性、寿命、合并区温度方面，度电成本非常低，目前能量效率比锂电稍微低一点，能量密度相对较低，但能达到100Wh/kg以上。”陈维介绍。

其次，作为氢气质子电池，新型镍氢气电池不同电流下的放电性能非常好，即使在在负载量相对较低情况下，倍率也非常高，在相对高负载量时也能达到100~200C的倍率；不仅可在-40℃至60℃的环境温度下运行，更具有超过30年使用寿命，循环超过30000次且不衰减。

随着新型镍氢气电池在催化剂上的升级迭代及其在运行期间不需要维护的优势，即使是在颇受诟病的成本方面，新型镍氢气电池也展现了极强的竞争力，在总成本上远低于锂离子电池。

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商业化的第一步

2020年,在香港中华煤气集团主席李家杰支持下，由崔屹创办的新型储能电池公司EnerVenue诞生，这也是第一家将可循环30000次的镍氢气电池引入清洁能源革命的公司，其研发的产品包括新型镍氢气电池及储能系统。

EnerVenue的新型镍氢气电池通过在一个压力容器内积累氢气来充电，而当它放电时，氢气转化成质子插入正极材料，有效避免了氢气泄露、易燃、易爆等问题，使其相较于锂离子电池其他电池体系更添安全性。

EnerVenue通过使用崔屹团队发明的新的低成本材料得到关键创新，大大降低了镍氢气电池的应用成本。EnerVenue的管理层表示，在规模化以后，他们的电池成本将会比锂离子电池低40%。

除成本低外，EnerVenue新型镍氢气电池还具有以下优势：

1）超长的使用寿命。Enervenue电池系统的实际预期寿命约为30年和30000次循环，在此期间基本不需要维护；

2）无火灾或者热失控风险，无需常规维护。EnerVenue新型镍氢气电池可以承受超高和超低温度（可在-40度至+60度的环境温度下运行），因此不需要空调或热管理系统，无需常规维护；

3）充放电周期范围广。EnerVenue新型镍氢气电池可根据客户需求以不同的速度充电和放电，放点充电周期范围可从10分钟至72小时；

4）久经考验。EnerVenue新型镍氢气电池在轨道航天器中运行超过2亿个电池小时和超过100,000次充电和放电循环。

2023年3月28日，EnerVenue宣布将在美国肯塔基州谢尔比县开设一个100万平方英尺的超级工厂。该73英亩的场地将成为该公司最先进的储能电池制造工厂。该项目的第一阶段将达到年产能1GWh。EnerVenue预计将持续投资超过10亿美元，在后续阶段将基地的年产能扩大到20GWh以上；

2023年10月，由EnerVenue公司投资建设的屹创新型储能项目落户常州，屹创新能源科技（江苏）有限公司随之成立；“常州工厂将是我们的第一家大型工厂。我们正在打造全世界上最耐用的储能电池，目标是成为电厂、企业以及家庭储能系统的领先供应商。”EnerVenue首席执行官约尔格·海涅曼此前表示。

2023年10月18日，EnerVenue在巴西签署了525MWh的首笔交易，标志其正式进入南美市场。

据悉，EnerVenue正在筹集5.15亿美元的新一轮股权融资，用于建造肯塔基州吉瓦级大型镍氢气电池工厂，该项目预估耗资2.64亿美元

而EnerVenue上一轮融资，还要追溯到2021年。2021年，EnerVenue完成1.25亿美元A轮融资，用于加速电池技术研发及量产化进程，并将加大力度开拓中国市场。

时隔三年再次开放融资窗口，并且无论是期望的估值还是融资金额，相比三年前都大幅增长。加之崔屹开拓中国市场的决心，不难看出，EnerVenue的技术迭代到了关键阶段，资金需求巨大，商业化前景也逐渐明朗。

“我们的镍-氢气电池将彻底改变储能市场！”崔屹曾自信满满地表示。

在中国，湖南科力远新能源股份有限公司亦将新型长时特种储能市场（镍-氢气电池）视为其在镍电板块中布局的第二增长曲线业务。

目前看来，新型镍氢气电池商业化推广前景可期。未来新型镍氢气电池能否在愈加火热的长时储能市场占据一席之地，还很难说，不过，在长时储能成为新风口的当下，我们更愿意看到各类长时储能技术在竞争中获得更好的发展。