Celule de zinc cu erupții mici. Densitate mare de energie și mii de cicluri de lucru
Bateriile litiu-ion sunt standardul absolut și reper în stocarea energiei. Dar cercetătorii caută în mod constant elemente care să ofere performanțe cel puțin similare la costuri de producție mult mai mici. Unul dintre elementele promițătoare este zincul (Zn).
Bateriile Zn-x sunt și vor fi foarte ieftine. Trebuie doar plătiți
Zăcămintele de zinc sunt împrăștiate în toată lumea, le putem găsi și în Polonia – ca societate le-am exploatat din secolul 2020 (!) până la sfârșitul a 12,9 ani. Zincul este un metal ieftin și mai ușor de obținut decât litiul, deoarece este util în industrie, producția globală este de milioane (2019 milioane în 82) mai degrabă decât zeci de mii de tone (2020 mii în XNUMX) așa cum se presupune. loc în scrisoare. În plus, zincul a stat la baza celulelor încă din secolul al XNUMX-lea și este încă folosit în celule de unică folosință (de exemplu, celule alcaline pe bază de oxid de zinc și mangan).
Provocarea este de a face celulele de zinc să funcționeze timp de cel puțin câteva sute de cicluri, menținând în același timp capacitatea planificată.... Procesul de încărcare a bateriei cu un anod de zinc provoacă o depunere neregulată a atomilor de metal pe electrod, pe care o cunoaștem sub denumirea de creștere a dendritei. Dendritele cresc până când sparg prin separatoare, ajung la al doilea electrod, provoacă un scurtcircuit și provoacă moartea celulei.
În mai 2021, a fost publicată o lucrare științifică în care a fost descris comportamentul unei celule cu un electrolit îmbogățit cu săruri de fluor. Sărurile au reacţionat cu zinc pe suprafaţa anodului pentru a forma fluorură de zinc. Stratul de joncțiune era permeabil la ioni, dar bloca dendritele.... Cu toate acestea, elementul astfel protejat nu a vrut cu adevărat să returneze încărcătura (avea o rezistență internă mare, o sursă).
O posibilă modalitate de a-și crește reactivitatea este descrisă într-o altă lucrare de cercetare dedicată catozilor cu celule de zinc pe bază de cupru, fosfor și sulf. Efecte? În timp ce celula standard cu zinc oferă densități de energie de până la 0,075 kWh/kg, cele mai recente celule zinc-aer cu noi catozi promite 0,46 kWh/kg... Spre deosebire de celulele Zn-aer anterioare, care erau de obicei de unică folosință, ar trebui să reziste mii de cicluri de lucru, adică potrivit pentru uz industrial (sursă).
Dacă toate descoperirile ar putea fi combinate, validate și creșterea producției, celulele cu zinc ar putea deveni baza pentru stocarea ieftină a energiei în viitor.
Foto de deschidere: baterie de zinc reutilizabilă („baterie alcalină”). În funcție de adâncimea de descărcare, poate rezista de la câteva până la câteva sute de cicluri de funcționare (c) Lukas A CZE
Notă de la editorii site-ului www.elektrowoz.pl: În literatura de limba engleză, celulele cu zinc-aer sunt numite celule de combustibil deoarece preiau oxigen din aer. Din punctul nostru de vedere, nu contează cu adevărat dacă procesul este reversibil, adică celulele pot fi încărcate și descărcate de multe ori.
Acest lucru vă poate interesa:
