Zinkceller med små udbrud. Høj energitæthed og tusindvis af driftscyklusser
Lithium-ion-batterier er den absolutte standard og benchmark inden for energilagring. Men forskere leder konstant efter elementer, der giver mindst en lignende ydeevne til meget lavere produktionsomkostninger. Et af de lovende elementer er zink (Zn).
Zn-x batterier er og bliver meget billige. De skal bare betales
Zinkforekomster er spredt over hele verden, vi kan også finde dem i Polen – som samfund udnyttede vi dem fra 2020 (!) århundrede til slutningen af 12,9 år. Zink er et billigt metal og lettere at opnå end lithium, da det er nyttigt i industrien, global produktion er i millioner (2019 millioner i 82) snarere end titusindvis af tons (2020 tusinde i XNUMX) som antaget. sted i brevet. Derudover har zink været grundlaget for celler siden det XNUMX. århundrede og bruges stadig i engangsceller (for eksempel alkaliske celler baseret på zinkoxid og mangan).
Udfordringen er at få zinkcellerne til at køre i mindst et par hundrede cyklusser og samtidig bevare den planlagte kapacitet.... Processen med at oplade et batteri med en zinkanode forårsager en uregelmæssig aflejring af metalatomer på elektroden, som vi kender som dendritvækst. Dendritter vokser, indtil de bryder igennem separatorerne, når den anden elektrode, forårsager en kortslutning og får cellen til at dø.
I maj 2021 blev der offentliggjort en videnskabelig artikel, hvor adfærden af en celle med en elektrolyt beriget med fluorsalte blev beskrevet. Saltene reagerede med zink på anodeoverfladen og dannede zinkfluorid. Forbindelseslaget var permeabelt for ioner, men blokerede dendritterne.... Elementet beskyttet på denne måde ønskede dog ikke rigtig at returnere ladningen (det havde en høj indre modstand, en kilde).
En mulig måde at øge dens reaktivitet på er beskrevet i et andet forskningsdokument om zinkcellekatoder baseret på kobber, fosfor og svovl. Effekter? Mens standard zinkcellen giver energitætheder på op til 0,075 kWh/kg, har de nyeste zink-luftceller nye katoder lover 0,46 kWh/kg... I modsætning til tidligere Zn-luft-celler, som normalt var engangsceller, skulle de holde tusindvis af arbejdscyklusser, det vil sige egnet til industriel brug (kilde).
Hvis alle opdagelser kunne kombineres, valideres og øge produktionen, kan zinkceller blive grundlaget for billig energilagring i fremtiden.
Åbningsfoto: genanvendeligt zinkbatteri ("alkalisk batteri"). Afhængigt af udledningsdybden kan den modstå fra flere til flere hundrede driftscyklusser (c) Lukas A CZE
Bemærkning fra redaktionen af www.elektrowoz.pl: I den engelsksprogede litteratur kaldes zinkluftceller brændselsceller, fordi de tager ilt fra luften. Fra vores synspunkt er det lige meget, om processen er reversibel, dvs. cellerne kan oplades og aflades mange gange.
Dette kan interessere dig:
