Zinkové články s malými trhlinami. Vysoká hustota energie a tisíce pracovních cyklů
Lithium-iontové baterie jsou absolutním standardem a měřítkem v oblasti skladování energie. Vědci ale neustále hledají prvky, které poskytují alespoň podobný výkon při mnohem nižších výrobních nákladech. Jedním z nadějných prvků je zinek (Zn).
Baterie Zn-x jsou a budou velmi levné. Jen se musí platit
Ložiska zinku jsou roztroušena po celém světě, najdeme je i v Polsku – jako společnost jsme je těžili od 2020 (!) století až do konce 12,9 roku. Zinek je levný kov a snáze se získává než lithium, protože je užitečný v průmyslu, světová produkce je v milionech (2019 milionů na 82), spíše než v desítkách tisíc tun (2020 tisíc na XNUMX), jak se předpokládá. místo v dopise. Kromě toho je zinek základem buněk již od XNUMX. století a stále se používá v jednorázových článcích (například alkalické články na bázi oxidu zinečnatého a manganu).
Úkolem je zajistit, aby zinkové články běžely alespoň několik stovek cyklů při zachování plánované kapacity.... Proces nabíjení baterie se zinkovou anodou způsobuje nepravidelné ukládání atomů kovu na elektrodě, které známe jako růst dendritů. Dendrity rostou, dokud neprorazí separátory, nedosáhnou druhé elektrody, způsobí zkrat a nezpůsobí zánik buňky.
V květnu 2021 byla zveřejněna vědecká práce, ve které bylo popsáno chování článku s elektrolytem obohaceným o soli fluoru. Soli reagovaly se zinkem na povrchu anody za vzniku fluoridu zinečnatého. Spojovací vrstva byla propustná pro ionty, ale blokovala dendrity.... Takto chráněný prvek ale opravdu nechtěl vrátit náboj (měl vysoký vnitřní odpor, zdroj).
Možný způsob, jak zvýšit jeho reaktivitu, je popsán v jiné výzkumné práci věnované katodám zinkových článků na bázi mědi, fosforu a síry. efekty? Zatímco standardní zinkový článek poskytuje hustotu energie až 0,075 kWh/kg, nejnovější zinko-vzduchové články s novými katodami příslib 0,46 kWh/kg... Na rozdíl od předchozích článků Zn-vzduch, které byly obvykle jednorázové, by měly vydržet tisíce pracovních cyklů, tedy vhodné pro průmyslové použití (zdroj).
Pokud by se podařilo všechny objevy spojit, ověřit a zvýšit produkci, mohly by se zinkové články v budoucnu stát základem pro levné skladování energie.
Úvodní foto: opakovaně použitelná zinková baterie ("alkalická baterie"). V závislosti na hloubce vybití vydrží několik až několik stovek provozních cyklů (c) Lukas A CZE
Poznámka redaktorů www.elektrowoz.pl: V anglické literatuře se zinkové vzduchové články nazývají palivové články, protože odebírají kyslík ze vzduchu. Z našeho pohledu je v podstatě jedno, zda je proces reverzibilní, tedy články lze mnohokrát nabíjet a vybíjet.
Toto by vás mohlo zajímat:
