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高溫魔法：鈉硫電池如何在300°C運作卻仍能提供驚人能量？
隨著全球對可再生能源需求的日益增長，鈉硫（NaS）電池因其卓越的能源密度和環保特性而受到廣泛關注。這種電池以液態鈉和液態硫為電極，並且可以在高達300°C的高溫下運作，這也是它的主要優勢之一。儘管它的高溫特性使得其在移動應用中受到限制，鈉硫電池在固定儲能系統中卻展現出了巨大的潛力。
鈉硫電池擁有與鋰離子電池相似的能量密度，但材料成本低且毒性小，這使它在儲能行業中相當具有競爭力。
迄今為止，只有少數幾家公司進行鈉硫電池的商業化生產，其中NGK Insulators是目前唯一一家大規模生產的企業。這些電池主要用於大規模的儲能系統，例如加州的1 MW微電網系統及日本福岡的50 MW/300 MWh系統。儘管鈉硫電池在潛在應用上有很多優勢，目前全球範圍內的安裝數量卻仍然不及鋰離子電池，原因包括其安全性和耐用性問題引起的質疑。
儘管鈉硫電池具有低資本成本和高能量密度，但由於其良好的市場採用程度差，全球僅有約200個安裝，總能量達5 GWh，與鋰電池948 GWh的安裝量相比，還有相當大的差距。
在這些問題中，安全性是最引人注意的。鈉在與空氣接觸時會自燃，這對電池的設計造成了嚴重的安全挑戰。面對這些潛在風險，製造商已經採取了一系列防範措施，例如使用具有防火功能的模組和密封的電池單元來防止事故的發生。而根據TÜV Rheinland的評估，最新的鈉硫電池模組在實際操作條件下幾乎不可能引發火災。
在操作上，鈉硫電池的discharge過程中，液態鈉作為負極，向外部電路貢獻電子，而液態硫則作為正極，實現電子轉移和能量釋放。高溫環境下，鈉離子能夠有效地通過固體電解質進行傳導，從而提高了電池的效率。這些電池的設計考慮到了規模經濟，專為大型電池系統而設計，能夠在大容量電池中減少相對的熱量損失，從而更容易保持高溫運行。
這類電池在高溫下的運作不僅使製造成本降低，還驅動了可持續能源管理的可靠發展，這對應對氣候變化具有重大意義。
與之類似的還有ZEBRA電池，該電池使用氯化鈉/氯化鋁作為電解質，雖然過去受到了更多的商業關注，但截至目前為止，市場上已有的商業生產商卻不存在。這一現象，凸顯了高溫電池在技術和市場化方面的挑戰，一方面需要克服材料和設計的局限性，另一方面則需要提升消費者對其安全性和耐用性的信心。
未來，隨著技術的不斷進步以及對可持續能源日益增長的需求，鈉硫電池將會迎來新的發展契機。研發人員也在探索將鈉硫電池與熱能系統相結合，以太陽能熱能來為電池供熱，進一步延長其運行時間和壽命。
然而，面對目前的環境問題和能源危機，這一技術真正的潛力究竟有多大，是否會成為未來可再生能源儲存的關鍵？
