Cinkove celice z majhnimi izboklinami. Visoka energijska gostota in na tisoče delovnih ciklov
Litij-ionske baterije so absolutni standard in merilo pri shranjevanju energije. Toda raziskovalci nenehno iščejo elemente, ki zagotavljajo vsaj podobno zmogljivost pri veliko nižjih proizvodnih stroških. Eden od obetavnih elementov je cink (Zn).
Zn-x baterije so in bodo zelo poceni. Samo plačati jih je treba
Nahajališča cinka so razpršena po vsem svetu, najdemo jih tudi na Poljskem – kot družba smo jih izkoriščali od leta 2020 (!) stoletja do konca 12,9 let. Cink je poceni kovina in ga je lažje pridobiti kot litij, saj je uporaben v industriji, svetovna proizvodnja je v milijonih (2019 milijonov v 82) in ne na desettisoče ton (2020 tisoč v XNUMX), kot se domneva. mesto v pismu. Poleg tega je cink osnova celic od XNUMX. stoletja in se še vedno uporablja v celicah za enkratno uporabo (na primer alkalne celice na osnovi cinkovega oksida in mangana).
Izziv je zagotoviti, da cinkove celice delujejo vsaj nekaj sto ciklov ob ohranjanju načrtovane zmogljivosti.... Postopek polnjenja baterije s cinkovo anodo povzroči nepravilno odlaganje kovinskih atomov na elektrodo, kar poznamo kot rast dendrita. Dendriti rastejo, dokler ne prebijejo separatorja, dosežejo drugo elektrodo, povzročijo kratek stik in povzročijo, da celica umre.
Maja 2021 je bil objavljen znanstveni članek, v katerem je opisano obnašanje celice z elektrolitom, obogatenim s fluorovimi solmi. Soli so reagirale s cinkom na površini anode, da nastane cinkov fluorid. Stična plast je bila prepustna za ione, vendar je blokirala dendrite.... Vendar tako zaščiten element pravzaprav ni želel vrniti naboja (imal je velik notranji upor, vir).
Možen način povečanja njegove reaktivnosti je opisan v drugi raziskovalni nalogi, ki je posvečena katodam cinkovih celic na osnovi bakra, fosforja in žvepla. Učinki? Medtem ko standardna cinkova celica zagotavlja gostoto energije do 0,075 kWh/kg, najnovejše cink-zračne celice z novimi katodami obljubljajo 0,46 kWh / kg... Za razliko od prejšnjih Zn-zračnih celic, ki so bile običajno za enkratno uporabo, bi morale zdržati na tisoče delovnih ciklov, torej primerna za industrijsko uporabo (vir).
Če bi lahko vsa odkritja združili, potrdili in povečali proizvodnjo, bi lahko cinkove celice postale osnova za poceni shranjevanje energije v prihodnosti.
Uvodna fotografija: cinkova baterija za večkratno uporabo ("alkalna baterija"). Glede na globino izpusta lahko prenese od nekaj do nekaj sto obratovalnih ciklov (c) Lukas A CZE
Opomba urednikov www.elektrowoz.pl: V literaturi v angleškem jeziku se cinkove zračne celice imenujejo gorivne celice, ker jemljejo kisik iz zraka. Z našega zornega kota pravzaprav ni pomembno, ali je proces reverzibilen, torej se lahko celice večkrat polnijo in praznijo.
To vas lahko zanima:
