革命性儲能集大成系統 CLES，發電產電制氧功用集於一身

如果每戶家庭都有一台發電、儲電、空調、供暖與氫燃料充電「all-in-one」機器，大概可以為住家省下許多能源成本，甚至可以達到 100% 電力自給自足，而這夢想並非遙不可及，目前已有廠商研發集大成技術，可望 18 個月後開始銷售該家用系統。

澳洲紐卡索大學（UoN）與澳洲公司 Infratech Industries 致力於研發集大成能源設備，並稱呼其為化學迴圈能源需求系統（Chemical Looping Energy-on-Demand System，CLES），該系統在 2017 年 4 月公佈於世，專為醫院、退休社區或類似規模的商業建築設計，不僅可提供電力，還可用於供暖與製冷、製造氧氣和氫氣，可說是發電機與電池的組合。

該系統透過特殊混合晶體氧化還原反應驅動，當晶體進行化學反應時會發熱併產生蒸氣，藉由蒸氣驅動發電機，而晶體進行還原反應時，會釋放其收集的氧氣。紐卡索大學教授兼概念創始人 Behdad Moghtaderi 表示，晶體還原（Reduction）是個吸熱反應，氧化則會排出熱量，而機器可以透過天然氣、電力、再生能源來驅動這個循環。

系統核心晶體受到知識產權保護，但團隊表示，材料價位十分合理，每公噸僅以 112 美元購買，每次用量都很少且長效，屆時晶體將會置於替換匣（cartridge）中，一盒可以用 6 個月到 2 年。

除了提供電力與氧氣之外，CLES 產生的熱量也能為建築供暖，提供熱水或用於製冷，或是調整製程，製造出氫氣，未來可在自家為氫燃料電池車補充燃料。

CLES 有兩種運作模式，可以把該系統當作大型電池，利用電網與再生能源供電，避免建築受到停電影響，而與一般家用儲能系統不同的是，他能同時提供電力、氧氣、熱水、供暖與製冷，就像儲能系統界的瑞士刀，可以一機多用。

而第二種模式為「Energy on Demand」，系統將不斷利用天然氣讓氧化還原穩定運行，CLES 天然氣-電力目前轉換效率約為 45%，讓建築電力與其他功用不會中斷，也可以減少系統對電網依賴，並降低三分一的碳排量。

CLES 除了能節省電費，住戶也可以銷售多餘的氧氣或是氫氣，不過研究人員也指出，目前尚未開發氧氣市場與相關基礎設施，但按照研究未來藍圖，假如機器可以產出大量氧氣，廠商會製造一個氧氣瓶，並挨家挨戶收集氧氣，用於醫院與退休社區

為了測試 CLES 系統性能，團隊已在澳洲紐卡索工廠生產設備原型，其最大發電量為 30KW，日發電量可達 720KWh，大概能供應 30 到 40 戶家庭日常用電，而目前該團隊希望可將 CLES 設備於個別家庭。

Moghtaderi 表示，團隊正在研發小型化版本，試圖將反應爐、各個設備縮小，並能全部置於小型冰箱大小的機器中，預計在 18 個月後推出，而家用 CLES 的性能將會優於特斯拉，成本也是特斯拉家用儲能系統的 75%，並且能在一年半內回收成本。目前 Powerwall 售價 6,000 美元，預估家用 CLES 要價 4,500 美元。

（本文由 EnergyTrend授權轉載；圖片來源：Infratech Industries）

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