化石燃料导致气候变化，对气候的关注引发对可再生能源的关注，但是储存却成为一个大问题，电池技术在今天变得极为重要，现在最火的电池有锂离子电池，钠离子电池等等。

今天我们来介绍一个，用铁作为原料的电池，铁已经存在了很久，用铁制造的电池已经出现，它是由特斯拉固定电池部门的前副总提出，他毕业于麻省理工学院，有许多有关于电池技术的论文，铁是恒星内核聚变的终点，所以很多物质最后都变成了铁，但在很长一段时间内，人们不认为它的，储量非常丰富，因为周围总有很多东西与它结合，而不是独立存在。

古代唯一的纯铁来自于一个没有氧气的地方，由铁合金组成的陨石有时会降到地球上，它是所有人类文明中，最大的金属铁来源，那时候铁不仅珍贵，还带着许多神秘色彩，陨石摩擦大气层的热度，足以冶炼铁的氧化物，这打破铁氧键的结合，点燃了人类文明的新时代。

从能量上讲，那是最有利的物质形式，当金属铁变成氧化铁时，会有一些能量被释放出来，这就是这个电池的原理，让我们看看一个完全放电的电池，铁作为阳极，碱性水作为电解质，氧气呼吸膜作为阴极，当你给电池充电时，你开始向阳极输送电子，溶液是红色的，这是与氢氧根离子结合的，亚铁离子的特征颜色，当亚铁离子得到两个电子时，它又变成了金属状态，而氢氧根离子被拉向阴极，在那里它放弃了四个电子，变成氧气和水，水补充了电解质氧气被放出。
当我们想使用储存在电池中的能量时，我们需要使铁生锈，所以我们把氧气吸入，在催化剂的帮助下，我们给氧气增加电子，使其离解成氧离子，这些与水反应形成氢氧根离子，迫使铁放弃其电子重新变成铁锈，呼吸空气的阴极，确保没有像二氧化碳这样的杂质扰乱电池，催化剂确保进来的氧气得到四个电子，后者会产生过氧化物离子，这可能会损坏电池的部件。

而如果你想知道为什么电解质是碱性的，那是因为岩石可以溶解在酸性介质中，而且在充电的时候，你可能会得到铁离子，使阳极和阴极短路，这也是此前铁电磁一直遇到的问题，使用可再生的为这些电池充电，让它们提供多天的电力储存，铁非常丰富和常用的材料，所以他们预计会非常便宜，农场能源有望实现每千瓦时20美元的存储，而锂离子电池则为每千瓦时50美元。

因此，即使他们不能像竞争对手那样持续很长时间，他们最终还是会便宜很多，一个电池可以有10,000的循环寿命，这将相当于30年，而且我们不需要担心这些电池的寿命终结问题，铁真的很容易被回收，而且回收这些电池所需的能量，比其它电池要少得多。

既然该电池这么便宜，为什么现在还没有大规模的推广呢，是不是因为大石油，天然气，氢气的影响呢，实际上主要原因似乎是呼吸膜，在七十年代，当铁空气电池首次被研究时，在阳极吸入的空气会有很多杂质，会与电解质发生反应，导致电池在短短的10个，或数百个循环中失去容量，农场能源膜是通过收购一家，正在研究锌空气电池的公司获得的，因此，虽然这个概念已经知道了很久了，将其大规模付诸实施所需的技术，直到最近才存在。

许多人或许还有另外一个疑问，如果这能在一定的重量下，比锂离子电池储存更多的能量，那为什么我们不使用在电动汽车上，那是因为我们离达到理论上的能量密度，还有很长的路要走，氧化反应主要发生在铁球的表面，它们作为阳极使用的时候通常不会停在表面，它是非常多孔的，进入铁内部的氧气和水分较少，但在这种情况下，自然不能让整个阳极溶解成粉末，所以循环可能只影响到最外面的一层，因此，比能量可能更接近理论最大值的十分之一，大约为每公斤八十瓦特小时。

这里有一个隐藏的线索，你认为这些电池的效率是多少？，这些电池的效率是50%，当你把电子抽到阳极的时候。，其中一些可能将氢离子还原成氢气，而作为电池效率如此低下的部分原因，锂离子要好得多超过90%的氢气更差，但你基本上可以永远储存它，加上你可以在氢气汽车中使用它，这种效率的唯一好处就是成本效益，电力真的很便宜，可再生能源可以有低电价，甚至是负电价。
还有最后一件事你应该知道，用一英亩的土地，可以生产一到三兆瓦的电力，像韩国的锂离子电池系统，可以有二十倍的功率密度，而铁电池可以很好地与锂离子系统一起工作，混合系统可以在短时间内提供高功率，在多天内提供低功率，如今，这个电池已经进入试验阶段，不失为一个未来电池的好选择，与锂离子电池相互组合，或许能够改变未来的能源格局。

原标题：铁空气电池，全球最便宜的储能系统，会成为改变能源格局的关键吗