熔融金属储热技术破解热电池商用瓶颈

在能源转型的关键赛道上，热电池正成为最具潜力的储能技术之一。凭借熔融金属热电池技术，美国热电池储能企业Fourth Power在工业供热和电网调节领域开辟了新路径。通过将运行温度提升至1900~2400摄氏度，该公司成功解决了热电池长期面临的功率密度与成本难题，为工业脱碳提供了创新解决方案。

热电池的基本原理是将过剩的可再生能源以热能形式储存，需要时释放用于发电或工业供热。钢铁行业回收余热已有近200年历史，但随着可再生能源占比提升和电网灵活性需求增加，热电池的商业价值正被重新评估。

Fourth Power公司的技术突破在于材料选择与系统设计的反向思维。传统热电池多采用高温气体或熔盐作为储热介质，通过金属管道传输热量，Fourth Power公司则使用熔融金属作为导热介质，储存在碳砖中。

这一创新源于该公司创始人、麻省理工学院教授阿塞贡·亨利2017年的研究，当时他开发的热液体泵创造了吉尼斯世界纪录，成为全球温度最高的液体泵。亨利解释称，系统温度越高，热传递速率越快，设备体积越小，成本越低。在1900~2400摄氏度的极端高温下，Fourth Power公司的热电池实现了高功率密度，大幅降低了系统平衡成本，为商业化应用扫除了关键障碍。

工业供热是化石燃料消耗的重要领域。热电池通过储存过剩的风电、光伏电力，可在无风无光时段为工业用户提供稳定热源，减少对天然气、煤炭的依赖。Fourth Power公司的热电池还具备发电功能，其系统将高温辐射的光能转化为电力，转换效率超过40%。这一特性使热电池既能直接供热，也能在电网需要时反向供电，为电力系统提供灵活性资源。在极端高温下，储热介质、隔热材料、传输管道的耐久性面临考验。Fourth Power公司通过熔融金属与碳砖的组合，找到了兼顾高温、耐久性与经济性的解决方案。

未来，人工智能有望加速这一领域的材料创新。人工智能善于从海量数据中进行识别的模式，适合解决材料筛选问题，可大幅缩短新型储热材料的开发周期，推动热电池技术持续迭代。随着可再生能源渗透率提升和工业脱碳压力加大，热电池正从实验室走向商业化应用，成为连接可再生能源与工业用能的关键桥梁，为全球实现减碳目标提供技术支撑。

来源：中国石化报

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