Ćelije cinka sa malim pukotinama. Velika gustina energije i hiljade radnih ciklusa
Litijum-jonske baterije su apsolutni standard i merilo u oblasti skladištenja energije. Ali istraživači stalno traže elemente koji pružaju barem slične performanse uz mnogo niže troškove proizvodnje. Jedan od elemenata koji obećavaju je cink (Zn).
Zn-x baterije su i biće veoma jeftine. Samo moraju biti plaćeni
Naslage cinka rasute su po cijelom svijetu, možemo ih naći i u Poljskoj – kao društvo smo ih eksploatirali od 2020. (!) vijeka do kraja 12,9 godina. Cink je jeftin metal i lakše ga je nabaviti od litijuma jer je koristan u industriji, svjetska proizvodnja je u milionima (2019 miliona u 82), a ne u desetinama hiljada tona (2020 hiljada u XNUMX) kako se pretpostavlja. mesto u pismu. Osim toga, cink je osnova ćelija od XNUMX. stoljeća i još uvijek se koristi u ćelijama za jednokratnu upotrebu (na primjer, alkalne ćelije na bazi cink oksida i mangana).
Izazov je natjerati ćelije cinka da rade najmanje nekoliko stotina ciklusa uz održavanje planiranog kapaciteta.... Proces punjenja baterije cinkovom anodom uzrokuje nepravilno taloženje atoma metala na elektrodi, što znamo kao rast dendrita. Dendriti rastu sve dok ne probiju separatore, dođu do druge elektrode, izazovu kratki spoj i uzrokuju smrt ćelije.
U maju 2021. godine objavljen je naučni rad u kojem je opisano ponašanje ćelije sa elektrolitom obogaćenim solima fluora. Soli su reagovale sa cinkom na površini anode i formirale cink fluorid. Spojni sloj je bio propustljiv za jone, ali je blokirao dendrite.... Međutim, ovako zaštićen element nije baš želio da vrati naboj (imao je veliki unutrašnji otpor, izvor).
Mogući način povećanja njegove reaktivnosti opisan je u drugom istraživačkom radu posvećenom katodama ćelija cinka na bazi bakra, fosfora i sumpora. Efekti? Dok standardna cink ćelija pruža gustinu energije do 0,075 kWh/kg, najnovije cink-vazdušne ćelije sa novim katodama obećava 0,46 kWh / kg... Za razliku od prethodnih Zn-vazdušnih ćelija, koje su obično bile jednokratne, one bi trebale trajati hiljade radnih ciklusa, odnosno pogodan za industrijsku upotrebu (izvor).
Kada bi se sva otkrića mogla kombinirati, potvrditi i povećati proizvodnju, ćelije cinka bi mogle postati osnova za jeftino skladištenje energije u budućnosti.
Uvodna fotografija: cink baterija za višekratnu upotrebu ("alkalna baterija"). U zavisnosti od dubine pražnjenja, može izdržati od nekoliko do nekoliko stotina radnih ciklusa (c) Lukas A CZE
Napomena urednika www.elektrowoz.pl: U literaturi na engleskom jeziku cink-zračne ćelije se nazivaju gorivim ćelijama jer uzimaju kisik iz zraka. Sa naše tačke gledišta, nije bitno da li je proces reverzibilan, odnosno da li se ćelije mogu puniti i prazniti više puta.
Ovo vas može zanimati:
