半个世纪前，一群科学家曾试图用铁来驱动汽车。
上世纪70年代，石油危机席卷全球，为了减少对石油的依赖，美国西屋电气等机构开始探索一种特殊的电池——铁空气电池。
1978年，《Journal of Power Sources》发表的一篇研究论文，还介绍了一套已经完成测试的30kWh车用铁空气电池系统。
它的原理颇为有趣：利用铁与空气中的氧发生化学反应释放电能，充电时再将氧化铁还原成铁。
简单来说，把生锈倒过来，就是充电；让铁重新生锈，就是放电。一正一反之间，铁成了可以循环使用的“能量搬运工”。
铁便宜、储量丰富，理论上是一种很有吸引力的电池材料。但当时的技术并不成熟，析氢、自放电、电极腐蚀等问题始终难以解决。
随着其他电池技术的成熟与发展，铁空气电池逐渐淡出主流视野。彼时恐怕没人想到，几十年后，这项一度沉寂的技术，竟会在储能领域重新焕发生机。
今年2月，谷歌与美国公用事业公司Xcel Energy宣布，将在明尼苏达州新建数据中心的配套供电计划中，引入美国初创企业Form Energy的300MW/30GWh铁空气储能系统。
按照规划，这套系统的储能时长为100小时，能够在额定功率下连续放电超过四天。
8月，Form Energy又完成7.5亿美元融资，累计股权融资超过20亿美元。
视角转向欧洲，这里也有玩家活跃。荷兰初创公司Ore Energy去年完成铁空气电池并网示范，今年又获得1GWh采购协议。
这一次，人们看中的不再是它能否驱动汽车跑上公路，而是能否以足够低的成本进入电网，将电力长时间储存起来。
当美国和欧洲的企业开始争夺订单时，一位来自中国的新玩家，也凭借独特的全固态技术路线走到了台前。
十五年求索，探长时储能新路
这家公司叫中科荣熠，2025年1月成立于苏州，研发中心位于上海嘉定。
尽管公司十分年轻，其背后的技术研究却已经持续了十五年。
故事要从2011年说起。当时，中国科学院启动“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”战略性先导科技专项，其中就包含“核能储电电池”研究方向。
经过几年技术选型，团队于2015年确定铁空气路线。此后又经历熔盐电池、半固态电池等不同阶段，逐渐转向高温全固态结构。
直到2022年，团队才打通小型全固态电池构型，并在2024年完成单体电池验证。
在铁空气电池领域，前面提到相继公布大规模项目及采购合作的美国Form Energy、荷兰Ore Energy，采用的都是常温水系路线，这类电池需要处理析氢、腐蚀和水管理等问题。
中科荣熠则选择了高温全固态路线。
在2026世界顶尖科学家论坛未来能源大会暨《Watt》期刊周年活动上，中科荣熠创始人贺明星介绍了其全固态铁空气电池技术。
与全固态锂电池相比，二者并不属于同一种技术体系。
中科荣熠采用高温陶瓷固体电解质，让氧离子在固体材料内部迁移，实现铁与氧化铁之间的可逆转化，主要面向长时储能；全固态锂电池则主要采用硫化物、氧化物等固态电解质体系，面向动力电池领域。
与水系铁空气电池相比，全固态铁空气电池结构内部没有液态水电解质，可以避开部分析氢和液相腐蚀问题，同时降低漏液风险。
安全也是这条技术路线的重要考量。电池内部不含可燃有机电解液，减少了与这类材料有关的燃烧风险，在安全要求较高的固定式储能场景中具有一定应用潜力。
但取消液态电解质也有代价。由于陶瓷固体电解质需要在高温下获得足够的氧离子传导能力，电池充放电时必须维持约800℃的工作温度。
这条路线虽然绕开了水系电池面临的部分难题，但高温运行也带来了材料稳定性、密封和热管理等新的工程挑战。
尽管工程化难题客观存在，实验室里的研究已经取得了新的进展。
围绕全固态铁空气电池，团队的相关研究成果已发表在《Chemical Communications》《Cell Reports Physical Science》等学术期刊。不过，相关研究成果尚不能代表完整储能系统的运行表现。
从16平方厘米，到一座储能电站
铁空气电池究竟有多大的市场机会，最后还是要看它能怎样满足电力系统越来越迫切的长时储能需求。
一直以来，锂离子电池凭借较高的充放电效率、快速响应能力，以及不断下降的制造成本，在新能源汽车和储能市场占据了重要位置。
但随着风电、光伏装机规模扩大，电力系统开始面对一个新问题：如果连续几天没有风、没有太阳，该怎么办？
传统的两小时、四小时储能系统，可以应对日内部分电力供需波动，却很难独立满足跨日调节需求。
这种变化已经能够从国内储能数据中看到。
国家能源局披露，截至2026年6月底，全国已建成投运的新型储能装机规模达到1.53亿千瓦/3.96亿千瓦时，同比增长61%。
从储能时长看，截至2025年底，全国新型储能平均储能时长为2.58小时。其中，4小时及以上项目的装机占比达到27.6%，较2024年底提高约12个百分点。
今年发布的《储能产业研究白皮书2026》进一步预测，到2030年，我国新型储能累计装机的平均储能时长将达到3.47小时。
从装机结构看，国内储能项目的时长正在逐步延长，而随着新能源发电占比提高，电力系统对跨日调节能力的需求也在增加，这也为铁空气等长时储能技术提供了发展空间。
国家发展改革委、国家能源局2025年印发的《新型储能规模化建设专项行动方案（2025—2027年）》也提出，要推动储能技术路线多元化发展，拓展应用场景。
中科荣熠目前将目标场景定位于4—100小时储能，包括新能源消纳、电网调峰和容量支撑等固定式应用。
对于额定功率相同的储能项目，放电时间越长，需要配置的储能容量就越大，单位容量成本也就越重要。
铁的价格低、资源丰富，背后还有成熟的钢铁工业供应体系。这为铁空气电池提供了材料成本优势，也使其在长时储能市场具备一定竞争潜力。但材料成本上的优势，能否转化为整个储能电站的成本优势，还要经过工程化验证。
对于中科荣熠而言，眼下的一项重要工作，就是将实验室里的小型电池逐步放大，进而组装成能够稳定运行的电堆。
在大会上，中科荣熠展示了其5×5厘米平板单体电池，以及20×20厘米电池片不同封装状态的样件。目前，其正在优化大面积单体的密封、制备工艺和一致性，电堆已完成初步设计。
从单片电池到电堆，工程难度也在增加。
随着电池尺寸放大，如何保持电极反应的均匀性、长期密封的可靠性，以及多个单体组装后的稳定运行，都需要进一步验证。
电池放大之外，高温运行带来的保温和热管理要求，也是工程化过程中需要解决的难题。
对于储能电站而言，电池并非始终处于充放电状态。在两次运行之间，如何维持或重新建立高温工作环境，也会影响系统的能源消耗。
如果电池长期保持高温，即便不充放电，也需要弥补散失的热量；如果停机降温，再次启动又需要额外的能源和时间。
对此，中科荣熠在论坛演讲材料中提出了两种运行思路：对于日常规律循环的储能场景，考虑保持热态；对于间隔时间较长的场景，则采用降温保存、计划升温的方式。
但热态待机究竟需要消耗多少电量？冷态重新启动需要多久？反复升降温又会对电池寿命产生多大影响？
这些问题最终都会影响储能电站的全生命周期成本。
除了铁材料本身，陶瓷电解质、密封、保温以及辅助设备同样需要投入。对于储能项目而言，还要考虑实际使用频率、充放电损耗和整个生命周期的维护费用。
半个世纪前，铁空气电池没能成为汽车的主流动力。如今，长时储能需求的出现让这项“老技术”重新有了用武之地。
至于这条全固态铁空气电池路线能否走向大规模商业化，接下来还要看更大规模电堆的实际运行表现，以及完整储能系统的真实效率和成本。
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