美国能源部宣布为 12 个项目提供 1500 万美元资金，开发高能存储解决方案，为国内飞机、铁路和船舶提供电力

美国能源部 (DOE) 今天宣布为 11 个州的 12 个项目提供 1500 万美元，以推进下一代高能量存储解决方案，帮助加速航空、铁路和海运行业的电气化。通过 1K 储能系统先锋铁路、海洋和飞机电气化 ( PROPEL-1K ) 计划资助，项目将开发采用“1K”技术的储能系统，能够实现或超过每公斤 1000 瓦时 (Wh/kg) 和1000 瓦时/升 (Wh/L)，与现有技术相比，能量密度提高了四倍以上。这项努力支持拜登总统的 2050 年净零气候目标。

ARPA-E 主任 Evelyn N. Wang 表示： “交通运输业是美国温室气体排放的最大来源，减少交通运输业的排放对于实现拜登总统的清洁能源和气候目标至关重要。” “ARPA-E 很高兴地宣布十几个团队将寻求令人兴奋的新解决方案，为重型运输提供动力和电气化。”

由能源高级研究项目局 (ARPA-E) 管理，选定的 12 个项目团队将致力于高能量存储解决方案，能够促进航空、铁路和海运领域的广泛电气化：

• Battery Aero（加利福尼亚州帕洛阿尔托）及其合作者正在开发使用氟化电极的电池、电池组和系统，以开创航空应用的新型电池化学。该团队将专注于通过电极材料优化和电解质配方来提高电池设计的能量密度。所提出的方法还将创新电池组设计，以减少封装造成的能量密度损失。（奖金金额：983,445 美元）
• Aurora Flight Sciences（弗吉尼亚州马纳萨斯）正在研究铝制空气储能和发电系统，为重型运输提供可持续且环保的解决方案。该技术的新颖之处在于它能够促进铝燃烧，从而产生为固体氧化物燃料电池提供动力的氢气。此过程产生的热量和电力随后用于推进。该系统利用一个将能量和电力分开的平台，允许可更换的能量盒或可泵送的燃料，可以快速、无缝地从车辆上机械地充电和放电。（奖金金额：1,499,375 美元）
• 佐治亚理工学院研究公司（佐治亚州亚特兰大）将开发碱金属氢氧化物三相液流电池（3PFB），以实现超高能量密度电池化学物质的可逆运行。该方法的灵感来自于内燃机的燃油喷射器和传统的液流电池。所提出的设计利用熔融碱金属和氢氧化物的创新泵送和处理，以最大化非活性成分上的反应物体积，从而提高能量密度。（奖金金额：1,317,842 美元）
• Giner（马萨诸塞州牛顿）将把氢气封装在糊剂中为燃料电池提供动力，从而不再需要高压储氢罐。粉末膏是储存在一个盒子中的镁和氢的混合物，当添加水时会触发氢气的释放。该膏体不易燃或爆炸。该团队还将更新系统的燃料电池，使其能够在较低的湿度下运行，从而使该方法更加通用、体积更小，从而提高设计的整体能量密度。（奖金金额：1,500,000 美元）
• 伊利诺伊理工学院 (IIT)（伊利诺伊州芝加哥）专注于固态锂空气电池的研究，该电池将通过多项关键创新克服锂空气技术之前的挑战。IIT的方法采用不含液体成分的复合聚合物固态电解质、具有高活性催化剂和吸氧能力的阴极模块、先进的气流以及新的电池架构。IIT 技术中的廉价电池材料提高了供应链的弹性，并且该电池的能量密度比当前的锂离子电池高出三到四倍。（奖金金额：1,500,000 美元）
• 约翰·霍普金斯大学（马里兰州巴尔的摩）将致力于使用甲基环己烷开发高能量密度氢载体，以创建比传统系统具有更高质量比能量密度的燃料电池（FC）系统。所提出的氢燃料电池使用闭环循环氢载体。FC 系统还可以通过泵快速（约 10 分钟）补充。（奖金金额：625,000 美元）
• Precision Combustion（康涅狄格州北黑文）及其混合燃料电池系统采用电化学晶圆，使用液氢作为燃料来产生能量，再加上高功率锂离子电池，以实现峰值功率运行。先进的储能系统将高效的先进电化学装置和小型可充电电池混合在一起，并将它们与高能量密度的无碳燃料配对。工艺强化架构有可能提供比正在开发的其他系统显着更高的功率密度。（奖金金额：1,221,058 美元）
• Propel Aero（密歇根州安娜堡）及其“氧化还原发动机”技术将提供相当大的动力性能，并提供满足电动飞机需求所需的能量密度。该技术的电力成本与喷气燃料相当。鉴于成本低和比能量高，氧化还原发动机也可以解决航运和火车的电气化问题。（奖金金额：1,117,000 美元）
• 马里兰大学（马里兰州学院公园）将开发可充电锂一氟化碳阴极化学物质，以满足 PROPEL-1K 的技术目标。这种新的化学方法建立在UMD之前关于卤素转化-嵌入化学的工作基础上，但通过活性材料、电解质和其他电池化学修饰来实现显着更高的能量。该电池在放电状态下组装，相对于在充电状态下构建的高能锂金属电池（因此需要使用锂金属箔），显着降低了成本。细胞化学工作将与多个尺度的性能和成本建模相结合，以展示实现最终系统 PROPEL-1K 目标的路径。（奖金金额：1,483,595 美元）
• 华盛顿州立大学（华盛顿州普尔曼）及其模块化能源系统将陶瓷燃料电池技术与液态氢包装的创新方法相结合。该方法使用自加压热回收和氢气膨胀机模块以及质子传导陶瓷燃料电池。高温系统通过省略用于冷却的辐射热交换器，实现能量回收并显着减轻重量。（奖金金额：803,945 美元）
• 圣路易斯华盛顿大学（密苏里州圣路易斯）将使用锂空气电池和离子液体，为高能和高功率应用提供高效、可靠和耐用的性能。拟议的锂空气液流电池将采用饱和氧气的循环离子液体，以克服锂空气电池开发的关键挑战，包括实现功率倍率能力和特定能量目标。该团队将合成具有高氧溶解度、低粘度、超低挥发性和高离子电导率的离子液体。初步实验结果表明，使用循环电解质可将容量提高十倍。（奖金金额：1,499,985 美元）
• Wright Electric（纽约州马耳他）和哥伦比亚大学正在开发一种铝空气液流电池，该电池具有可更换的铝阳极，可以进行机械充电。铝空气化学可以实现高能量密度，但历史上曾遇到过可充电性和反应产物堵塞的问题。为了克服这些障碍，Wright Electric 使用 3D 设计而不是 2D 平面化学来改善阳极和阴极之间的接触。该系统还可以循环电解质，防止反应产物在电池结构内积聚，从而弥补静态铝空气电池的局限性。（奖金金额：1,499,098 美元）