Form Energy成立于2017年，旨在解决清洁能源转型中的一个主要问题：如何廉价地长时间储存可再生能源。然而，在开发其铁气电池过程中，该公司偶然发现了另一个气候挑战的潜在突破口：绿色钢铁工业。
Form设计了一种新型电池，通过将铁锈转化为纯铁来存储清洁能源，并通过再次氧化或生锈铁来释放电能。该公司目前正在西弗吉尼亚州建造一座商业规模工厂，计划在年底前开始大规模生产这些新型电池。但是，Form的早期研发工程师们开始思考如何利用这项技术进行减碳，或许可以使用电力而不是高温和化石燃料来制铁。
上个月，Form的清洁铁提议被美国能源部高级研究项目署（ARPA-E）选中，成为获得资金支持的13个项目之一。现在，该团队获得了100万美元资助，以将技术从实验室规模推进到下一个阶段。简而言之，这一雄心勃勃的能源储存创新者已进入绿色钢铁领域。
“我们找到了一种更便宜、更可扩展、更高效的生产绿色钢铁的方法”，联合创始人兼首席执行官Mateo Jaramillo说到，“我们知道它有可能创造大量价值，因此我们将继续推进。”
钢铁生产大约占全球碳排放的9%，其中大部分来自原始铁矿石的处理，这是因为将铁转化为钢的炉子无法直接使用铁矿石。
“铁对氧气有很高的亲和力。大约40亿年来，地球地壳中的铁已经转化为铁氧化物或氢氧化物”，卡内基梅隆大学铁与钢铁研究中心联合主任、冶金研究员P. Chris Pistorius说道。为了使这种材料对铁或钢的应用有用，需要通过去氧化来去除氧气，得到金属铁。
技术原理
Form成立时并没有以生产绿色铁为目标。Form的核心产品是一种网格电池，其阳极使用铁粉，并通过反复进行还原和氧化反应来充放电。有一句话说得好，如果你手握一把锤子，一切看起来都像是钉子；Form的工程师们通过还原铁来储存能量，因此他们将绿色钢铁生产视为另一个应用其能量储存技术的机会。
“能量储存实际上无处不在。铁矿只是一堆已经被释放的铁，如果可以这么说的话，” Jaramillo说道。“我们看到绿色钢铁行业面临的挑战是‘他们需要做的是对氧化物进行充电’。”
基于这一认识，Form团队设计了一个系统，将铁矿石粉放置在低温碱性溶液中；加入电流可以生成铁粉。Jaramillo表示，这一过程可以持续运行且效率高，并且有很强的竞争力，可以与传统炉操作的成本相抗衡。相较于高炉动则数十亿美元的最低投资；Form的电解技术则可以更容易地分批次扩展规模。
面临挑战
任何电驱动的铁生产仍将消耗大量能源，这是由于基本化学反应的需求。
“主要的电力消耗是打破铁和氧之间的化学键。这是一个固定的路线，无法降低，” Pistorius说道。目前绿色钢铁的主要能耗在每生产一吨钢时的电能消耗介于3至4兆瓦时之间。为了与使用化石燃料的铁还原竞争，电力成本必须非常低——比如每千瓦时3美分，这远低于当前美国的平均水平。并且为了实际减少排放，电力本身必须是清洁的。
Form正在设计其铁电解系统直接与可变可再生能源一起使用，同时还选择了低电阻电池结构，该结构相对于传统的碱性电解技术将减少能源消耗。鉴于这些因素，Form的目标是在成本上与高炉竞争，即使它必须以当今工业普遍水平的电价购买电力。因此Form仍需进一步证明其成本竞争力。
