Ogniwa cynkowe z małymi przerwami. Wysoka gęstość energii i tysiące cykli pracy
Akumulatory litowo-jonowe to absolutny standard i wyznacznik w dziedzinie magazynowania energii. Jednak badacze nieustannie poszukują elementów, które zapewniają co najmniej zbliżone parametry przy znacznie niższych kosztach wytworzenia. Jednym z obiecujących pierwiastków jest cynk (Zn).
Baterie Zn-x są i będą bardzo tanie. Trzeba im tylko zapłacić.
Złoża cynku są rozsiane po całym świecie, możemy je znaleźć także w Polsce – jako społeczeństwo eksploatowaliśmy je od 2020 (!) wieku do końca 12,9 roku. Cynk jest metalem tanim i łatwiejszym do zdobycia niż lit, gdyż jest przydatny w przemyśle, światowa produkcja jest liczona w milionach (2019 mln w 82), a nie w dziesiątkach tysięcy ton (2020 tys. w XNUMX), jak zakładano. umieścić w liście. Ponadto cynk jest podstawą komórek od XIX wieku i nadal jest stosowany w ogniwach jednorazowego użytku (na przykład ogniwach alkalicznych na bazie tlenku cynku i manganu).
Problem polega na tym, aby ogniwa cynkowe pracowały nawet kilkaset cykli przy zachowaniu zaplanowanej mocy.. Proces ładowania baterii z anodą cynkową powoduje nieregularne osadzanie się atomów metalu na elektrodzie, co nazywamy narostem dendrytycznym. Dendryty rosną, aż przebiją separatory, dotrą do drugiej elektrody, spowodują zwarcie i śmierć komórki.
W maju 2021 roku opublikowano artykuł naukowy opisujący zachowanie ogniwa z elektrolitem wzbogaconym solami fluoru. Sole reagowały z cynkiem na powierzchni anody, tworząc fluorek cynku. Warstwa związku była przepuszczalna dla jonów, ale blokowała dendryty.. Jednak chroniony w ten sposób element tak naprawdę nie chciał zwrócić ładunku (miał dużą rezystancję wewnętrzną, źródło).
Możliwy sposób na zwiększenie jego reaktywności opisano w innej pracy badawczej dotyczącej katod ogniw cynkowych na bazie miedzi, fosforu i siarki. efekty? Podczas gdy standardowe ogniwo cynkowe zapewnia gęstość energii do 0,075 kWh/kg, najnowsze cynkowo-powietrzne ogniwa z nowymi katodami obietnica 0,46 kWh / kg. W przeciwieństwie do poprzednich ogniw Zn-powietrze, które były zazwyczaj jednorazowego użytku, powinny być trwałe tysiące cykli pracy, czyli nadaje się do zastosowań przemysłowych (źródło).
Gdyby wszystkie odkrycia można było połączyć, zweryfikować i zwiększyć produkcję, ogniwa cynkowe mogłyby stać się podstawą taniego magazynowania energii w przyszłości.
Otwarcie zdjęcia: bateria cynkowa wielokrotnego użytku („bateria alkaliczna”). W zależności od głębokości rozładowania wytrzymuje od kilku do kilkuset cykli pracy (c) Lukas A CZE
Od redakcji www.elektrowoz.pl: W literaturze anglojęzycznej ogniwa powietrzno-cynkowe nazywane są ogniwami paliwowymi, ponieważ pobierają tlen z powietrza. Z naszego punktu widzenia nie ma większego znaczenia, czy proces jest odwracalny, czyli ogniwa można wielokrotnie ładować i rozładowywać.
To może Cię zainteresować:
