VARTA AG 研究能源转型的未来

在两个新项目中，VARTA 正与其他公司、研究机构共同研究新的技术，以简单、经济、可持续的方式储存再生产生的能源。

可再生能源正变得越来越重要。然而，太阳能和风能面临着一个核心挑战：当这些绿色能源暂时不需用到时，该置于何处？

因此，在能源转型中，固定式储能系统对能源转型的成功起着核心作用。VARTA AG 目前参与的两个研究项目正是为了应对这一挑战。

其中一个项目正在研究利用“铁”进行能量储存，即所谓的铁浆/空气储能。浆液是一种粘性物质，将铁溶解在电解质中作为储能介质。

在运行过程中，这种物质从外部容器（储液器）中泵出，通过实际的电池单元，然后再返回。在电池中，物质与空气发生反应，释放出储存的能量。充电也以这种方式进行。该系统具有许多优点：铁容易获得，无害，易于回收。而且：电池的功率可通过蓄电池的大小轻松改变。容器越大，可储存的能量越多。

产品开发项目经理 Cornelia Wiedemann 负责 VARTA 公司 "FeEnCap" 项目的技术工作。FeEnCap" 这个名字是由铁元素的化学名称 "Fe"、"energy" 的缩写 "En" 和 "capsuled" 的缩写 "Cap" 组成的。“铁蓄能器” 是一项相当古老的技术。作为一种使用铁作为电极材料的固态电池，它甚至已经过时。维德曼说：“新的技术是将铁作为浆料使用”。

该研究项目现在的目标是使这项技术更加强大。具体做法是提高浆液的导电性。“在以前的铁电池中，电池组件被压制成片状，颗粒之间的接触非常紧密，导电性能也很好。在浆液中，颗粒是自由的，它们不会直接相互结合，因此不会总是接触，所以浆液的导电性较差”。在之前的一个项目中，使用石墨等材料提高了导电性。Wiedemann说：“FeEnCap 现在的目标是通过封装浆料成分来提高导电性，从而使系统具有良好的充电和放电能力”。

Wiedemann 说：“这项技术并不是锂离子电池的替代品，它只是某些应用的替代品。锂离子电池有很多优点，它们可以提供更高的电压（3.6伏），而铁电池只有 1.x 伏，而且锂离子电池所需的空间也更小。但对于固定式蓄电来说，这是一种非常有吸引力的技术，因为它成本低、可用性好、可回收性也很好”。

该项目由德国联邦教育与研究部（BMBF）资助，VARTA公司与其他四家公司和两家研究机构合作，目标是在未来五年内利用该技术开发出商用固定式存储系统。

与此同时，VARTA 正在与其他合作伙伴合作，进一步开发锌离子电池。其目的也是利用非关键、低成本材料开发新型固定式储能装置。

所谓的锌离子水电池（ZIB）是以锌为基础的，锌是一种可以充分获取的材料。这些电池被认为是环保、经济和安全的。由于水是电池的重要组成部分，因此没有爆炸或起火的危险。

VARTA AG 基金项目负责人 Nicolas Bucher 说：“尽管这些都是绿色电池技术的理想条件，尽管 ZIB 系统已经达到了很高的技术成熟度，但与锂离子电池 (LIB) 相比，该技术尚未能在广泛的应用领域中确立自己的地位。目前，ZIB 的主要问题是效率低、使用寿命短”。这就是 ZIB2 研究项目的由来，在该项目中，VARTA与三家公司和两家研究机构开展了合作。

Bucher 说：“现代锌离子概念实际上属于锌金属电池的一种，但其正极由锰氧化物、钒氧化物或普鲁士蓝类似物（PBA）（如六氰基铁酸铜）等材料组成，可实现可逆的离子插入。此外，水性电解质的使用也极大地提高了 ZIB 系统的安全性”。

ZIB2 中涉及的PBA 阴极材料的特点是能量损耗低，能够快速充放电。这使得它们在固定储能领域的应用尤为重要，因为在这一领域，有必要对电网中的任何负荷峰值做出快速反应，以避免大面积停电。

PBA 阴极材料的另一个优点是合成简单、可扩展且成本效益高。在快速商业化的过程中，可以生产出相应数量的电极，从而可以相应快速地生产出电池。迄今为止，PBA 系统的主要缺点是使用寿命较短，只有 300 次循环（充电和放电）。不过，ZIB2 项目的合作伙伴已经能够通过修改相应的PBA 结构，将基于PBA 的 ZIB 的使用寿命延长至 800 个循环。当前项目的目标是提高 ZIB 技术的性能，从而使开发的电池能够在实际应用场景中快速使用。

该项目将于 2026 年1月31日前完成。用于固定式可再生能源存储的相应电池可从2030 年起投放市场。

VARTA AG 首席技术官（CTO）Rainer Hald 说：“要想在所有领域成功实现能源转型，分散式储能系统是不可或缺的。VARTA 公司正在积极努力，以确保除了现有的，非常好的系统外，新技术还能在未来也可以使用，提供诸如良好的可用性、低成本和良好的可重复使用等优势。我们的研发工作确保了 VARTA 在未来的电池技术领域继续保持领先地位。