第四能源公司（Fourth Power）稱，其超高溫”盒裝太陽”儲能技術比鋰離子電池便宜 10 倍以上，比任何其他熱電池都更加強大和高效。該公司希望用 1 兆瓦時的原型來證明這一點。

作為一種電網級儲能解決方案，Fourth 的目標是在5-10 小時的短時範圍內與大型鋰電池陣列競爭–基本上是在白天高溫時儲存多餘的太陽能，供傍晚和夜間發電量下降時使用。但該公司表示，它也可以達到 100 小時的階段，這將涵蓋”幾天惡劣天氣和可再生能源發電不足”的情況。

這是馬薩諸塞州湧現的多家熱能儲存公司之一，並得到了比爾-蓋茲的突破能源創投基金的支持。你可能還記得幾個月前的安托拉能源公司（Antora Energy），例如它的超高溫碳塊電池和高效能熱光電能源轉換器。

加熱元件為液態錫加載能量，並將能量儲存在白熱石墨塊中 圖/Fourth Power

這個想法很簡單：利用多餘的可再生能源，在一個隔熱性能很強的儲存系統中加熱某些東西。 Antora和Fourth公司都使用超級廉價、資源豐富的大型石墨塊進行大容量儲能，Fourth公司則將其加熱到白熱化的2500 °C（4530 °F）。

能量透過液態錫金屬在第四公司的系統中移動，錫金屬的熔點相對較低，僅 232 ℃（450 ℉）。這是第四公司的秘訣，依靠的是由創始人阿塞貢-亨利博士設計的、保持金氏世界紀錄的泵。在超過約1000 °C（1800 °F）的高溫下，液態金屬會破壞金屬泵，但亨利聲稱，他的工程陶瓷設計可以在”幾乎只有太陽一半的溫度”下正常工作–我們假設這是指太陽表面的5600多°C（10000 °F），而不是核心的1500萬°C（2700萬°F）。

這些幫浦將過熱的液體錫在石墨管道系統中移動，將熱量從加熱元件傳遞到石墨塊，然後在需要將熱量送回電網時，將熱量從石墨塊輸送到能量回收系統。

第四能源公司設計出了能夠在極端溫度下移動液態金屬的離心幫浦。

為了回收能量，液態錫被泵送通過電力收集電池陣列中大量狹窄的石墨管道。這些管道變得白熱化，發出強烈的光，透過熱光電（TPV）電池收集能量，TPV 電池與太陽能電池非常相似，但經過調整，可與此儲存系統配合達到最佳工作狀態。在這種溫度下，幾乎所有的熱傳遞都是以光的形式而不是以傳導熱或對流熱的形式進行的，因此這些熱電堆系統能夠利用光伏原理收集能量。事實上，這正是公司名稱背後的主要原因；物體發出的光與其絕對溫度的”四次方”成比例。

去年，亨利博士和他在麻省理工學院的團隊宣布了破紀錄的熱能提取效率，從熱量中汲取的能量超過了蒸汽渦輪機。為了達到最佳效率，這些電池只收集波長光譜中能量最高的部分，電池後面的反射鏡會反射回其餘的光線，以盡可能將熱量保留在液態錫中。

當能量被收集後，液態錫會從約 2,400 °C 下降到 1,900 °C （4,350 °F 到 3,450 °F），然後被送回加熱元件，以便在能量可用時進行”充電”。

該公司表示，液態錫泵系統與這些高效能熱塑性硫化彈性體電池相結合，可以提供反應速度驚人的熱電池，在需求激增的幾秒鐘內就能向電網輸送能量，而且功率密度也是前所未有的，因為該系統”比任何其他公司同等規模的設備多傳輸10 到100 倍的熱量”。

由 Asegun Henry 博士領導的麻省理工學院研究人員展示了一種固態熱光電熱引擎，它可以在更高的溫度下運行，並能從熱量中提取比普通蒸汽渦輪機更多的電力。

Fourth表示，其目標是將這些熱電池的往返能源效率提高到50%左右，這與大型鋰電池陣列的更高能源效率相比並不算高。這似乎也假定冠捷方面會有相當大的發展，因為 2022 年創下的紀錄接近 41%。在長期儲存使用情況下，效率會更低，估計每天會損失 1% 的儲存能量。

不過，電力遊戲能夠玩下去的關鍵是現金，在這方面，Fourth 表示絕對沒有爭議。它幾乎全部由超級廉價的石墨和錫製成，而不是價格昂貴的精煉鋰，因此，鋰電池裝置每千瓦時的存儲和返回能量可能要花費約330 美元，而Fourth 聲稱它只需不到25美元就能完成同樣的工作。因此，即使它會浪費更多的電能，但從經濟角度來看，它仍然是一個不二之選。

而且，它比鋰電池更安全，因為不會發生熱失控或爆炸，即使液態錫設法逃出管道系統，只要它到達設施的隔熱層或混凝土地面，就會立即凍結回金屬，而設施內充滿了氬氣以防止氧化。

透過”動力塊”中的熱光伏電池收集能量

最近，Fourth 公司宣布獲得 1,900 萬美元的 A 輪融資，突破能源創投公司（Breakthrough Energy Ventures）和布萊克創投財團（Black Venture Capital Consortium）都參與其中。這筆資金將用於在波士頓附近建造一座100萬千瓦時的原型設施，預計2026年完工。 Fourth 的上市時間將遠遠落後於 Antora，後者已經在生產熱塑性硫化電池，預計到 2025 年將有熱電池設施投入商業運營。