Cinkove stanice s malim rupama. Visoka gustoća energije i tisuće radnih ciklusa
Litij-ionske baterije su apsolutni standard i mjerilo u pohrani energije. Ali istraživači neprestano traže elemente koji pružaju barem sličnu izvedbu uz mnogo niže troškove proizvodnje. Jedan od obećavajućih elemenata je cink (Zn).
Zn-x baterije jesu i bit će vrlo jeftine. Samo ih treba platiti
Ležišta cinka raspršena su po cijelom svijetu, možemo ih pronaći iu Poljskoj – kao društvo eksploatirali smo ih od 2020. (!) stoljeća do kraja 12,9 godina. Cink je jeftin metal i lakše ga je nabaviti od litija jer je koristan u industriji, globalna proizvodnja je u milijunima (2019 milijuna u 82), a ne u desecima tisuća tona (2020 tisuća u XNUMX) kako se pretpostavlja. mjesto u pismu. Osim toga, cink je osnova stanica od XNUMX. stoljeća i još uvijek se koristi u ćelijama za jednokratnu upotrebu (na primjer, alkalne ćelije na bazi cinkovog oksida i mangana).
Izazov je natjerati stanice cinka da rade barem nekoliko stotina ciklusa uz održavanje planiranog kapaciteta.... Proces punjenja baterije s cinkovom anodom uzrokuje nepravilno taloženje atoma metala na elektrodi, što poznajemo kao rast dendrita. Dendriti rastu sve dok ne probiju separatore, dođu do druge elektrode, uzrokuju kratki spoj i uzrokuju smrt stanice.
U svibnju 2021. objavljen je znanstveni rad u kojem je opisano ponašanje stanice s elektrolitom obogaćenim fluorovim solima. Soli su reagirale s cinkom na površini anode da nastane cink fluorid. Spojni sloj bio je propustljiv za ione, ali je blokirao dendrite.... Međutim, ovako zaštićen element nije baš htio vratiti naboj (imao je veliki unutarnji otpor, izvor).
Mogući način povećanja njegove reaktivnosti opisan je u drugom istraživačkom radu posvećenom katodi cinkovih stanica na bazi bakra, fosfora i sumpora. Učinci? Dok standardna cink ćelija osigurava gustoću energije do 0,075 kWh/kg, najnovije cink-zračne ćelije s novim katodama obećavaju 0,46 kWh / kg... Za razliku od prethodnih Zn-zračnih ćelija, koje su obično bile jednokratne, one bi trebale trajati tisuće radnih ciklusa, odnosno pogodan za industrijsku upotrebu (izvor).
Kad bi se sva otkrića mogla kombinirati, potvrditi i povećati proizvodnju, stanice cinka bi mogle postati osnova za jeftino skladištenje energije u budućnosti.
Uvodna fotografija: višekratna cink baterija ("alkalna baterija"). Ovisno o dubini 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 nazivaju se gorivnim ćelijama jer uzimaju kisik iz zraka. S naše točke gledišta, zapravo nije važno je li proces reverzibilan, tj. ćelije se mogu puniti i prazniti mnogo puta.
Ovo bi vas moglo zanimati:
