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電抗器原理- -電抗?電感?電容?

導讀:電抗器,對於有些小夥伴可能有些陌生,但是一說到電感器和電容器,小夥伴們都知道這是電路中的基本元件,接下來我們就來看看電抗器與電感器、電容器是什麼關係吧?電抗器原理又是怎麼樣的呢?

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/277581.htm

電抗器,英文名稱爲Inductor,是一種可將電能轉換爲磁場能量進而存儲起來的電子元件,用於阻礙電流進行變化。科學上,電抗器可分爲容抗器和感扛器兩種,但現實生活中,我們常將容抗器稱爲電容器,而電抗器則專指感抗器。接下來本文中所出現的電抗器則專指感抗器。

電抗器根據不同的分類形式具有多種不同的分類方法。首先,其根據功能的不同可分爲限流用電抗器和補償用電抗器;其根據電路接線方式的不同可以分爲串聯電抗器和並聯電抗器;其根據結構的不同可分爲鐵心式電抗器和空心式電抗器;其根據冷卻介質的不同可分爲乾式電抗器、油浸式電抗器、水泥電抗器等;其根據用途可分爲限流電抗器、消弧線圈、功率因數補償電抗器、濾波電抗器、平衡電抗器等等……

電抗器主要由骨架、繞組、磁心或鐵心、屏蔽罩等構成。其中,骨架作爲線圈支架存在,主要用於在骨架上纏繞線圈,不過一些小型電抗器不需要此結構,可直接將線圈纏繞在鐵心上;繞組就是指纏繞好的一組線圈,是完成電抗器功能的核心部分,用於產生磁場;磁心或鐵心的存在用於在需要時增強繞組產生的磁場;屏蔽罩用於限制磁場產生範圍,以免影響其他電路的運行。

四、電抗器原理

電抗器也就是電感器,其根據工作原理的不同可分爲自感器和互感器兩種,其中,自感器是指當通電使得線圈中有電流流過時,在線圈的周圍就會產生磁場,該磁場隨線圈中電流的變化而變化,磁場的變化又會反過來影響線圈中的電流;而互感器是指當兩個線圈相互靠近時,一個線圈產生的磁場將會影響著另一個線圈,兩個線圈與產生的兩個磁場間相互影響,其影響的程度取決於兩個線圈的耦合程度。

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FEC+二氟磷酸鋰複合添加劑助力矽碳負極壽命大幅提升

2019-10-18  新能源Leader 發表于科學

https://kknews.cc/science/rnq5kkx.html

隨著鋰離子電池能量密度的不斷提升,高容量的矽碳負極的應用也變得日漸普遍,矽碳材料雖然理論比容量可達石墨材料的十倍以上,但是在嵌鋰過程中的體積膨脹高達300%以上,如此大的體積膨脹不僅會導致顆粒的粉化和破碎,也會對電極的導電網絡產生破壞,同時巨大的體積膨脹還會對負極表面的SEI膜造成破壞,引起新鮮的電極表面裸露,從而導致SEI膜持續的生長,引起活性Li的損失,導致電池的循環壽命急劇衰降。

針對矽碳材料體積膨脹大導致的介面穩定性差的問題,如何形成穩定的SEI膜對於提升矽碳負極的循環壽命具有重要的影響,而添加劑是優化SEI膜成分,提升SEI膜機械穩定性的關鍵。近日,中科院福建物質結構研究所的Xiangzhen Zheng(第一作者)和Maoxiang Wu(通訊作者)等人通過在電解液中添加FEC和二氟磷酸鋰(LiPO2F2)顯著提升了矽碳負極的循環性能。

對於矽碳負極,FEC是最常見的電解液添加劑,通過在電解液中添加FEC能夠形成更穩定的SEI膜,從而有效的延長矽碳負極的循環壽命,但是研究表明在循環過程中FEC濃度不足時會導致矽碳負極的循環壽命突然跳水,因此要求電解液中FEC的含量至少要達到10%以上,但是過高的FEC含量會導致電池產氣問題的加劇,同樣會造成電池循環壽命的衰降。因此,如何在較低的FEC濃度下實現良好的循環壽命就成為了一個重要的研究議題,在這裡作者選擇了同樣能夠在負極表面形成穩定SEI膜的LiPO2F2添加劑與FEC混合使用。

實驗中作者採用了來自東莞杉杉電池材料有限公司LIB124電解液,其溶劑成分為EC/EMC/DMC1:1:1),1M LiPF6,而實驗中用到的FECLiPO2F2添加劑則來自福建創鑫科技開發有限公司,實驗中採用的矽碳負極為來自國內知名電池材料供應商深圳貝特瑞納米科技有限公司的SiC600產品,NCM523材料來自於深圳科晶星科技有限公司,負極採用的水系粘結劑為來自成都茵地樂能源有限公司的LA133產品,正負極的配方均為80%的活性物質、10%的導電炭黑和10%的粘結劑。

前線分子軌道能量是用來判斷有機分子結構的電化學穩定性的重要依據,上圖為實驗中用到的三種溶劑和兩種添加劑的分子結構,以及採用密度函數理論計算得到了不同分子的最低未占用軌道能量(LUMO)和最高占用軌道能量(HOMO)數據,其中LUMO能量主要反應了電子得電子發生還原分解的能力,LUMO能量越低則分子越容易發生還原分解,從上圖中能夠看到FEC和LiPO2F2的LUMO能量要明顯低於三種溶劑分子,因此這也表明FEC與LiPO2F2要比溶劑更容易在負極表面發生還原分解,HOMO能量主要反應的是分子的失電子的能力,HOMO能量越高,則表明分子越容易失電子,發生氧化分解反應,從上圖中能夠看到FEC的HOMO能量低於三種溶劑因此表明其不易在正極表面發生氧化分解,而LiPO2F2的HOMO能量要高於三種溶劑分子,表明LiPO2F2要更容易在正極表面發生氧化分解。

下圖為採用不同的電解液添加劑時電池的循環性能對比,不同電解液的差別首先體現在SiC600這款材料的容量發揮上,對於空白電解液,材料的容量發揮僅為517.8mAh/g,如果加入3%的FEC後則材料容量發揮可以提高到539.6mAh/g,如果添加2%的LiPO2F2則材料的容量發揮可以進一步提高到561.8mAh/g,如果我們在電解液中添加3%FEC+2%LiPO2F2則材料的容量發揮可以達到560.9mAh/g。

電解液對於電池的循環性能的影響則更為顯著,在經過200次循環後僅添加FEC添加劑的電池剩餘容量僅為304.6mAh/g,添加LiPO2F2的電池剩餘容量則為328mAh/g,而3%FEC+2%LiPO2F2的電池剩餘容量可達427.1mAh/g,相比之下沒有添加劑的空白組電池的剩餘容量僅為147.6mAh/g。

下圖為採用不同添加劑電解液組的首次充放電曲線,在首次充放電中空白電解液對照組的首次效率為80.2%、3%FEC電解液組為77.2%、2%LiPO2F2電解液組為83.9%,而3%FEC+2%LiPO2F2電解液組83%,通過在FEC添加劑電解液中添加LiPO2F2能夠有效的提升電池在首次充放電中的庫倫效率。

下圖為採用不同電解液的電池在循環不同次數後的EIS測試結果,通過下圖中所示的等效電路對測試結果進行擬合,擬合結果如下表所示。從下表的擬合結果來看,對於沒有添加劑的電池在經過長期循環後介面阻抗從111Ω大幅增加到了1455Ω,而添加FEC添加劑的電池在經過循環後介面阻抗的增加幅度出現了明顯的降低(50.8Ω到267.2Ω),添加2%LiPO2F2的電池介面阻抗從58.9Ω增加到了193.3Ω,同樣遠好於空白對照組,而表現最好的為3%FEC+2%LiPO2F2電解液組,其介面阻抗僅從最初的38.2Ω增加到108.3Ω,這表明3%FEC+2%LiPO2F2混合添加劑能夠有效的抑制負極表面SEI膜的生長,從而降低負極的介面阻抗。

下圖為無添加劑的空白對照組電解液和3%FEC+2%LiPO2F2添加劑的電解液中循環後的負極表面的紅外吸收圖譜,在無添加劑對照組電解液負極中我們觀察到在1723、1550、1476、1357、1124/cm處觀察到了特徵峰,這些特徵峰主要來自於ROCO2Li,在1420和883/cm處的特徵峰來自Li2CO3,而在電解液中加入FEC和LiPO2F2後ROCO2Li的特徵峰的強度明顯降低,表明這兩種添加劑的加入有效的抑制了碳酸酯類溶劑在負極表面的分解。

下圖為採用不同電解液的負極在循環後的SEM和TEM圖像,從下圖a中能夠看到新鮮的SiC負極表面乾淨光滑,沒有添加劑的空白對照組在經過200次循環後SiC顆粒出現了粉化、破碎,並且隨機被覆蓋了大量的電解液分解產物,這主要是由於循環過程中SiC體積膨脹比較大導致的。而採用3%FEC+2%LiPO2F2電解液組的負極在循環後表面形貌未出現明顯的變化,從下圖d和e透射電鏡照片可以看到無添加劑的對照組在循環後負極表面的SEI膜厚度非常不均勻,並且局部的SEI膜厚度非常厚,而3%FEC+2%LiPO2F2電解液的負極表面的SEI膜厚度為5nm左右,並且非常均勻。

根據上面的分析數據作者認為採用無添加劑的空白對照組電解液的電池在長期循環中溶劑分子會在負極表面分解產生大量的有機產物,導致SEI膜穩定性較差,因此在SiC材料體積膨脹會破壞SEI膜,導致SEI膜的持續生長。而通過在電解液中添加3%FEC+2%LiPO2F2後能夠在負極表面形成無機成分含量更高的SEI膜,因此SEI膜的結構也更加穩定,從而減少SiC材料體積膨脹對於SEI膜的破壞。

Xiangzhen Zheng的研究表明在電解液中添加3%FEC+2%LiPO2F2後能夠在SiC負極的表面形成一層結構更加穩定、厚度更薄的SEI膜層,從而顯著改善SiC負極的介面穩定性,有效的提升SiC負極的循環穩定性。

本文主要參考以下文獻,文章僅用於對相關科學作品的介紹和評論,以及課堂教學和科學研究,不得作為商業用途。如有任何版權問題,請隨時與我們聯繫。

Synergistic effect of fluoroethylene carbonate and lithium difluorophosphate on electrochemical performance of SiC-based lithium-ion battery, Journal of Power Sources 439 (2019) 227081Xiangzhen Zheng, Guihuang Fang, Ying Pan, Qiaohong Li, Maoxiang Wu

/憑欄眺

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鋰離子電池電解液添加劑FEC和VC的成膜機理分析

2020-10-08  新能源Leader 發表于資訊

https://kknews.cc/news/g4meqgy.html

石墨負極在嵌鋰狀態下的電位接近0V,已經超過了常規碳酸脂類電解液的穩定電壓範圍,因此電解液會在負極表面分解產生一層固態的分解產物,這就是我們常說的SEI膜,這層介面膜不僅能夠有效的阻止電解液進一步在電解液在負極表面發生分解,還能夠傳到Li+,因此SEI膜對於鋰離子電池的電化學性能具有重要的影響。

VC和FEC是常見的電解液添加,實踐表明這兩種電解液添加劑能夠有效的提升鋰離子電池的循環性能。近日,瑞士保羅謝爾研究所的Paul G. Kitza(第一作者)和Erik J. Berg(通訊作者)對VC和FEC在負極的成膜機理進行了研究,兩種添加劑能夠使得SEI膜的剪切存儲模量提升一倍,但是過量的FEC會增加介面的電荷交換阻抗,引起電池阻抗的增加。

研究表明在電解液中添加少量的VC添加劑能夠有效的降低SEI膜的厚度,改善電池的循環穩定性和高溫性能。但是當正極材料4.3V以上時,VC會在正極材料發生聚合,進而引起電池的阻抗增加。而FEC則能夠改善溶劑的高電壓下的穩定性,同時FEC也能夠有效的提升體積膨脹比較大的合金負極(例如Si)的介面穩定性。

人們認為VC的分解機理為自由基聚合,反應產物為CO2和聚合物,CO2則會進一步在負極表面發生反應,生成Li2CO3。而FEC因為具有和FEC具有類似的結構,因此分解產物也主要是Li2CO3和聚合物,但是不同的是在FEC作為添加的情況下SEI膜中還會增加LiF。

實驗中採用的正極為80%的LFP,10%的C65炭黑導電劑,10%的PVDF粘結劑,負極則採用80%的C65炭黑導電劑和20%的PVDF粘結劑塗布在銅箔上構成。基礎電解液為LP47電解液,其鋰鹽為1M LiPF6,溶劑為EC和DEC(30:70),作者在基礎電解液的基礎上分別向其中添加不同比例的EC和FEC。

下圖為不同的電解液在炭黑負極表面的反應電流曲線,從圖中能夠看到在第一次循環中當電壓在2.5V以上時,所有的電解液都沒有發生分解,也沒有氣體產生。在2.0V左右時,電解液中微量的水開始發生分解,並催化了EC分解產生CO2,並產生了聚乙二醇(PEG)。這一過程的mpe值(每摩爾電子轉移產生的反應產物的質量)可高達100g/mol以上。從下圖可以看到在1.3-1.1V範圍內mpe值僅為40g/mol,明顯低於普通LP47電解液,這表明VC在這一電壓範圍內發生分解。

從下圖可以看到添加FEC添加劑的電池在1.5V以下時產生了無添加劑電解液約3倍的CO2,在1.45-0.95V範圍內mpe值約為56g/mol。當電壓降低到0.9V以下時,mpe值和CO2的產生量都不再增加,同時乙烯氣體的產生量降低了40%,這表明這兩種添加劑在負極表面形成的SEI膜有效的阻止了EC的分解。

在首次充電的過程中我們能夠觀察到H2的產生,這主要是來自於電解液中微量水分的分解,而添加VC的電解液則有效的抑制了第2和3次循環中H2的產生,這表明VC和EC形成的SEI膜能夠有效的抑制電解液中水分的分解。

作者的研究還表明,添加VC添加劑的電解液形成的薄SEI膜有效的抑制了電解液的進一步分解,從而使得電池質量增加速度減少了3倍。而添加FEC的電解液的負極鈍化效果則比較差,電解液還會持續的在負極表面分解。

VC和FEC的加入會對負極SEI膜的構成和特性產生顯著的影響,在VC添加劑的電解液中分解產物的質量為5.3ug/cm2,因此SEI膜的平均厚度約為41nm(SEI膜的平均密度為1.3g/cm3),而FEC添加劑的電解液中產生的SEI膜的質量則為7.5ug/cm2,SEI膜的平均厚度約為58nm,相比於無添加劑的電解液,添加0.1%的FEC能夠減少SEI膜質量約30%,而添加0.1%的VC則能夠降低SEI膜的質量約50%。但是相比之下VC添加劑形成的SEI膜更為穩定,FEC添加劑形成的SEI膜在後續的循環過程中還會持續的增加,同時添加VC添加劑的電解液在循環過程中電解液的粘度增加較慢,這表明VC形成的SEI膜中可溶性的有機成分較少。這表明VC添加劑能夠更為有效的對石墨負極進行鈍化,從而提升電池的循環壽命。

這兩種添加劑形成的SEI膜能夠有效的提升SEI膜的機械性能,測試表明無添加劑的LP47電解液形成的SEI膜的剪切模量僅為0.2MPa,而添加VC的電解液形成的SEI膜則達到了1.6MPa,添加FEC的電解液則更是達到了6.9MPa,因此FEC添加劑能夠更為有效的改善體積膨脹較大的負極的循環性能。

從下圖a可以看到在3-2V的範圍內碳負極的EIS圖譜是一條直線,這表明在這一電壓範圍內石墨負極表面不會發生電荷交換,主要是以雙電層電容為主。從下圖b可以看到當電池的電壓降低到2-1V的範圍內,此時開始發生電荷交換反應,同時我們注意到相比於第一次循環,在第二次循環中電極在1.25V的阻抗降低了一個數量級,這表明在1V以下形成的SEI膜能夠促進Li+的遷移和擴散。

下圖c和d為在0.25V附近,碳負極在第一次和第3次的交流阻抗圖譜,同圖中能夠看到循環後LP47電解液的碳負極的阻抗是在持續增加的,這可能是由於SEI膜的增長和電解液粘度的增加。添加VC添加劑的負極阻抗要顯著低於其他兩種電解液,這與多數研究不同,這可能與作者在該項研究中在電解液中添加的VC數量較少有關係。

Paul G. Kitza的研究表明,VC和FEC的分解電位都高於1V,因此能夠有效的抑制EC的進一步分解,從而有效的減少電解液在負極表面的分解量,其中VC形成的SEI膜能夠更好的鈍化負極,減少電解液分解。

本文主要參考以下文獻,文章僅用於對相關科學作品的介紹和評論,以及課堂教學和科學研究,不得作為商業用途。如有任何版權問題,請隨時與我們聯繫。

Operando investigation of the solid electrolyte interphase mechanical and transport properties formed from vinylene carbonate and fluoroethylene carbonate, Journal of Power Sources 477 (2020) 228567Paul G. Kitz, Matthew J. Lacey, Petr Nova ́k, Erik J. Berg

 

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解析鋰離子電池正負極材料的現在和未來—負極篇

https://kknews.cc/science/z6m28xp.html

2017-02-14 由 電車之家 發表于科學
上一篇給大家分享了鋰離子電池正極材料的現狀以及未來可能的方向,篇幅有限,今天就接著給大家帶來負極材料的發展現狀和未來趨勢。【解析鋰離子正負極材料的現在和未來——正極篇】
我們知道,無論從成本,壽命,能量密度,安全性來說負極對於鋰離子電池來說也是至關重要的。

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鋰離子電池化成原理及SEI膜的形成

https://kknews.cc/science/pem2l3z.html

為什麼要化成?
電池製造後,通過一定的充放電方式將其內部正負極物質激活,改善電池的充放電性能及自放電、儲存等綜合性能的過程稱為化成。
什麼是化成?
鋰電芯的化成是電池的初使化,使電芯的活性物質激活,即是一個能量轉換的過程。
鋰電芯的化成是一個非常複雜的過程,同時也是影響電池性能很重要的一道工序,因為在Li+第一次充電時,Li+第一次插入到石墨中,會在電池內發生電化學反應,在電池首次充電過程中不可避免地要在碳負極與電解液的相介面上、形成覆蓋在碳電極表面的鈍化薄層,人們稱之為固體電解質相介面或稱SEI膜(SOLIDELECTROLYTEINTERFACE)。
SEI膜的形成一方面消耗了電池中有限的鋰離子,這就需要使用更多的含鋰正極極料來補償初次充電過程中的鋰消耗;另一方面也增加了電極/電解液介面的電阻造成一定的電壓滯後。

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回顧 2019 年長時間能源儲存發展五大進展

發佈日期: 2020 年 01 月 07 日 17:19 | 作者: TechNews |

 

能源儲存近年來在鋰電池成本快速下降下發展起飛,不過長時間能源儲存領域還在等待良機。2019 年長時間能源儲存領域,開始有一些發展曙光,使產業界期待 2020 年能成為長時間能源儲存領域起飛的時間。在 2020 年的開頭,就來回顧一下 2019 年長時間能源儲存領域發展的五大趨勢。

進展一:投入資金方面看到「春燕」

長時間能源儲存領域受到投資市場重視的程度,過去遠遜於其他綠能領域,這個現象到了 2019 年有了轉機。

2019 年 8 月,軟銀(SoftBank)願景基金(Vision Fund)領投瑞士、美國合資的重力儲能新創公司能源庫(Energy Vault)總金額 1.1 億美元的 B 輪募資,軟銀投顧(SoftBank Investment Advisers)合夥人安卓亞斯‧漢斯森(Andreas Hansson)也因軟銀願景基金此次投資而加入能源庫的董事會。這是對靜態儲能技術單一最大投資。

軟銀願景基金來近來因為 WeWork 投資案而灰頭土臉,過去也尚未在能源儲存領域有投資勝果,不過資金就是資金,願意投資的本身,就是對產業投下信任票。不僅能源庫獲得投資,鐵液流電池新創事業 ESS 在 C 輪募資也得到軟銀旗下的軟銀能源(SB Energy)以及比爾蓋茲的突破能源創投(Breakthrough Energy Ventures)3,000 萬美元投資。

化學儲能公司 Form Energy 也自義大利石油巨擘埃尼(Eni)等投資者得到 4,000 萬美元投資,原本預計 10 年才能商業化,得到資金後預計 3~5 年內可商業化上市。加拿大壓縮空氣儲能廠 Hydrostor 則募資 3,700 萬美元,用來進行澳洲的計畫。

過去所謂的長時間儲能,其實往往指的只有 6 小時,這相對於鋰電池適用的 4 小時儲能時間,只能說是「稍微比較長的時間」而已,與鋰電池差異不大的狀況下,鋰電池成本下降、效能提升後,就毫無招架之力,但如今長時間儲能領域的代表廠商,已是可以儲能半天甚至數天以上,不可同日而語,這也是資金再度願意投入的原因。
進展二:安全因素成為電池的重要考量

2019 年 4 月亞利桑那公共服務公司(Arizona Public Service)電池廠起火爆炸,以及南韓數起電池起火事件,表示即使電池的專業在工廠都會有起火事件,這讓能源儲存廠、客戶、監管單位,都對電池的安全性有了更高警覺心。

鋰電池的高能源密度,是適用於行動裝置的原因,但同樣的特點,也讓鋰電池特別危險,畢竟能源密度越高的物質越容易有起火爆炸風險,這點不只電池,汽油也是一樣,而當鋰電池的安全問題納入考量時,其他儲能技術也就相對有利。

液流電池不像鋰電池有起火爆炸風險,重力儲能也是,不過,高能量密度終究還是有潛在危險性,雖然重力儲能不會爆炸,但會有崩落的風險,壓縮空氣儲能雖然不會起火,但也會有爆裂的風險。只是,與鋰電池的起火風險相較之下,其他技術一旦能壓低成本,在安全性就有競爭空間。

進展三:借用既有技術的液態空氣儲能

長時間儲能領域大體可分為兩個發展方向,一是開發完全為長時間儲能全新開發的技術,例如化學儲能公司 Form Energy 與 ESS 的液流電池;另一個方向是借用其他領域已經成熟的技術來轉變使用方式,例如能源庫把工程用的吊車塔,拿來改造為重力儲能用途,Hydrostor 則利用已成熟的壓縮空氣技術及礦業的挖掘坑道技術。

高景能源(Highview Power)也是後者其中之一,借用油氣產業已經成熟的液化氣體技術,將空企液化之後釋放,成為推動發電渦輪的動力。

採用已經成熟產業的技術,一方面能避免開發新技術面臨不確定性的風險,一方面能利用成熟產業鏈已經規模化生產的供應鏈,避免供應問題並降低成本,理論上是如此,不過要將理論化為實際,還要找到能帶來商業營收的策略夥伴。

高景能源於 2019 年底宣布與美國安可可再生能源(Encore Renewable Energy)合作,計劃在佛蒙特州建造至少 50 百萬瓦(megawatts)40 萬度,可儲能 8 小時的計畫,預定於 2022 年底或 2023 年初完工上線。目標是提供佛蒙特州多種電網服務:協助整合可再生能源、電網慣性、頻率調整、化解輸電擁塞等等,不過目前還在與電力公司商談階段。

佛蒙特州是可再生能源占比較高的州,也就比其他州更快會遇上可再生能源造成輸電瓶頸的問題。許多主張認為政府訂下零碳排目標時程表,有利於長時間儲能的發展,過去這些主張大多只是紙上談兵,如今佛蒙特州的例子可說證明了這樣的主張。

進展四:再保險推動液流電池

液流電池過去在需要輕薄短小的行動裝置電源之爭中,毫無機會的敗給了鋰電池。電網級能源儲存不需要移動,因此對輕薄短小的要求不高,本來應該是液流電池反攻的大好機會,但是卻仍然慘敗給鋰電池,目前能源儲存市場上 99% 都是鋰電池。

不過,鋰電池不擅長長時間、大量電力的能源儲存,這讓液流電池又有了新的利基,但是當液流電池主打比鋰電池更安全、壽命更長的同時,所有的液流電池廠商規模都還遠小於鋰電池大廠,或許幾年後會不會存活都不知道,又要如何來保證 20 年後的產品壽命呢?

不過,若拿不到訂單,液流電池廠當然也不可能成為大廠,要解決這個雞生蛋蛋生雞問題,金融機構的角色就出現了,慕尼黑再保險(Munich Re)決定投入,成為液流電池廠背後的信用基礎,慕尼黑再保險的潔淨能源團隊,針對 ESS 的鐵液流電池技術做了完整的分析,每個環節拆解細分,研究可能發生故障問題的機率,以及故障將會造成多少損失金額,據此為  ESS 產品推出保險,客戶未來若在保固期間內發生任何問題,即使到時 ESS 可能已經不幸倒閉,都有慕尼黑再保險負責。

如此一來,就解決了大部分客戶的信心問題,不必擔心廠商是否規模夠大、能存活與否。不過,這不代表銷售就會直接起飛,液流電池競爭對手  Vionx 在 2017 年得到類似的保險產品支持,但生意並沒有一飛衝天。雖然解決了顧客的部分疑慮,液流電池廠仍必須強調出自己的優勢才行。

進展五:壓縮空氣儲能廠 Hydrostor 完成百萬瓦規模計畫

壓縮空氣儲能原本在理論上是一種可行的儲能方式,但是傳統的壓縮空氣儲能太過仰賴地質環境上既有的地穴,使得發展受到地理限制而難以實現。Hydrostor 則想到利用人類原本挖出來的各種礦坑、豎坑來做為壓縮空氣儲能的地穴,降低了開闢地穴的成本,也大為擴展了可用空間與地理位置。

2019 年 Hydrostor 於加拿大安大略完成了第一件百萬瓦規模的計畫,可以 2.2 百萬瓦容量儲能,以 1.75 百萬瓦容量放電,儲存總電力可達 1 萬度。該計畫將為安大略的獨立電力系統(Independent Electricity System Operator)提供電網服務,包括尖峰時提供額外容量以及其他電網服務。

Hydrostor 達到百萬瓦規模計畫,有利於建立客戶的信賴、加速推動業務,之後 Hydrostor 還將完成澳洲的計畫,進一步提升客戶的信賴,下一步,Hydrostor 喊出要達到 100 百萬瓦規模計畫,充滿雄心壯志,若真能達到,勢必能對長時間儲能的發展有很強的推動力。問題只在於:誰會是首個 100 百萬瓦規模計畫的那個客戶呢?

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鎘與食物安全

鎘與食物安全

食物安全中心風險傳達組
科學主任郭麗儀女士報告

本文是《食物中的金屬污染物》系列之三,將會集中探討鎘這種金屬,包括人們攝取鎘的途徑和減少攝入鎘的方法。

鎘是什麼?鎘來自何處?

鎘是天然存在於地殼表面的金屬元素。純鎘是銀白色的軟金屬,在環境中通常與氧氣、氯氣或硫磺等其他元素結合成礦物。鎘不會在環境中分解,但會轉化為不同形態混合於泥土或以不同程度溶於水中。

鎘在工業上的用途很多,例如電鍍、生產顏料,以及用於製造塑膠穩定劑及顏料、鎳鎘電池和電子產品等。由磷礦生產的肥料,以及採礦和礦物提煉等工業活動則是環境污染的主要來源。大氣中的鎘主要來自燃燒煤和石油等化石燃料,以及焚燒都市垃圾。 空氣中的鎘粒子可以飄至千里之外,然後才像塵埃般沉降 到地上 , 又或 隨雨、雪落在地上。

人們如何攝入鎘?

人們會從工作環境中吸入鎘,例如在熔煉或提 純 金屬的過程中吸入含有鎘的煙或塵,又或在鎘製品工廠中吸入含有鎘的空氣。至於一般人,則主要從食物中攝取鎘。農作物如生長在受鎘污染的土壤中、以受鎘污染的水澆灌或施用了含鎘的肥料,其鎘含量可能較高。同樣,陸上動物如所吃的牧草或飼料含有鎘,其內臟 ( 腎及肝 ) 的鎘含量亦可能較高。魚類和貝類如生活在受污染的水域,亦會攝取到鎘。

插圖: 鎘含量可能偏高的食物例子 : 豬肝臟 ( 左 ) 和腎臟 ( 右 )

插圖:鎘含量可能偏高的食物例子 : 貝類

吸煙是攝取鎘的另一來源。每天抽 20 支煙會攝取到 1 至 4 微克鎘,因此吸煙者每天攝取的鎘分量可能較非吸煙者高出一倍。

鎘對健康有何影響?

雖然從食物攝取鎘導致急性中毒的機會微乎其微,但長期攝取鎘會損害腎功能。 世界衞生組織轄下國際癌症研究機構認為有足夠證據證明因工作關係而攝取到鎘和鎘化合物,會令人患癌。聯合國糧食及農業組織/世界衞生組織聯合食物添加劑專家委員會曾評估鎘的安全,認為從飲食中攝取鎘,似乎不大可能令人患癌。此外,該委員會又訂定鎘的暫定每周可容忍攝入量,按每公斤體重計算是 7 微克。

較 早前進行的一項 研究 顯示,本港中學生從食物攝取鎘的分量低於暫定每周可容忍攝入量,換言之,他們從食物中攝取鎘而導致健康受損的機會不大。該研究又進一步指出,”魚類以外的海產” ( 即貝類 ) 是中學生攝取鎘的主要食物類別 (33%) ,其次依序為”穀類和穀類食品” (27%) 和”蔬菜” (17%) 。

給消費者的建議

  1. 向可靠的供應商購買食物。
  2. 保持均衡飲食,有節制地進食鎘含量可能偏高的食品,例如貝類、腎臟和肝臟。
  3. 在烹煮前,用清水浸透和徹底洗淨蔬菜,特別是葉菜。
  4. 不要吸煙。

給業界的建議

奉行優良務農規範以減少食用農作物和動物受到鎘污染。

 

來源:https://www.cfs.gov.hk/tc_chi/multimedia/multimedia_pub/multimedia_pub_fsf_16_02.html

產業知識

一級致癌物!日本百合、旗魚片驚見鎘超標已銷毀退運

依據我國「食品中污染物質及毒素衛生標準」,重金屬鎘的限量標準為0.05 mg/kg,但在日本北海道地區進口的百合和正旗魚片分別檢出0.09mg/kg和鎘0.24 mg/kg,

林口長庚醫院臨床毒物中心主任顏宗海表示,鎘是第一級致癌物,對人體有明確致癌性,長期暴露會增加肺癌和前列腺癌的風險。由於鎘是提煉鋅的副產品,常被用來用作鎳鎘電池、染料、塗料色素或是製造塑膠的穩定劑,因此常發生在工人因吸入鎘引起急性鎘中毒

顏宗海表示,鎘經由食物進入人體約有6%會被吸收,但因為會在體內累積,長期食用可能造成慢性中毒,主要對腎臟和骨骼造成傷害,引起腎小管傷害、軟骨症和痛痛病。過去常會看到海鮮會驗出鎘,另外若是農地遭受鎘污染,農作物也可能鎘含量超標。

兩項進口產品皆來自北海道,是否代表該地區遭受鎘污染?食藥署科長陳慶裕表示,由於兩項產品分別來自海洋和陸地,因此無法斷定北海道地區的農田遭受鎘污染。但將會持續監測該地區的進口產品,若繼續有鎘含量超標的情況,將會與日方進行了解。

另外,從日本進口的抹茶、金柑和鮮奇異果、馬來西亞出口的肉骨茶藥膳湯料,以及瓜地馬拉進口的綠豆蔻等食品,也因驗出殘留農藥含量不符規定與防腐劑含量不符規定等原因而全數遭退運或銷毀。

日本進口的旗魚片亦驗出鎘超標,但是否代表該地區遭受鎘污染,則待確認。圖/食藥署提...
日本進口的旗魚片亦驗出鎘超標,但是否代表該地區遭受鎘污染,則待確認。圖/食藥署提供
日本進口的百合驗出鎘超標,1萬多公斤全數遭退運。圖/食藥署提供
日本進口的百合驗出鎘超標,1萬多公斤全數遭退運。圖/食藥署提供

來源:https://udn.com/news/story/7270/4259931

產業知識

廢工業用鎳鎘電池毒害環境  環保署將清查流向

  在工業界普遍使用的工業用鎳鎘電池,目前國內並無回收處理管道,使用年限過後常以廠內貯存或夾帶在五金廢料中丟棄的方式處理,造成環境污染。因此,環保署正著手清查此類廢棄物流向,作為進一步管制辦法的規劃參考。

  環保署表示,由於歐盟將於近期內討論禁用可攜式鎳鎘電池的可行性,顯示加強含鎘電池的管理已成為世界潮流所趨,因此,該署除已將含鎘廢乾電池公告為應回收廢棄物,也委託顧問公司由歷年海關進口資料篩選鎳鎘蓄電池和其他疑似含鎳鎘電池機具的業者名單,以問卷調查方式進行普查;針對工業用鎳鎘電池大量使用者,也進行現場訪查,以瞭解實際使用及清理流向。

  鎳鎘電池為鹼性電池的一種,工業用鎳鎘電池外觀和鉛酸電池類似,但電池的正、負極材料分別以鎳及鎘製成,電解液則為鹼性氫氧化鈉溶液。鎳鎘電池價格雖然較鉛酸電池昂貴,但具有使用壽命長、充放電速率高、電壓穩定且電壓不易隨使用時間降低等優點,因此廣泛使用於運輸業、發電業、通訊業及高科技產業。由於國內並沒有工業用鎳鎘電池製造產業,所需電池都仰賴進口,根據歷年海關進口資料統計,平均每年進口工業用鎳鎘電池約為360公噸。

  環保署調查發現,各行業對電池的效能要求不同,一般使用年限從3年到20年不等,電池汰除的頻率差異極大。廢棄的工業用鎳鎘電池含有毒重金屬成分鎘,在先進國家大多送回電池製造廠或金屬冶鍊廠回收金屬鎘,或依照有害廢棄物處理。由於國內並沒有需用大量金屬鎘原料的鎳鎘電池製造廠或特殊化學工業,也沒有廠商設廠處理廢鎳鎘電池,導致工業用鎳鎘電池報廢後,大多以廠內貯存或夾帶在五金廢料中一併丟棄,造成廢棄物大量貯存,甚至於可能衍生環境污染。

  環保署表示,目前已規劃先輔導業者於適當場所集中貯存,或申請輸出到具備處理能力的先進國家處理,以紓解業者貯存廢電池的壓力。長遠而言,將視國內廢電池處理市場規模,優先輔導於國內設置處理廠或再利用機構。(2004-12-09)

來源:https://e-info.org.tw/news/taiwan/2004/ta04120901.htm

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