Zinkceller med små utslag. Hög energitäthet och tusentals arbetscykler
Litiumjonbatterier är den absoluta standarden och riktmärket inom energilagring. Men forskare letar ständigt efter element som ger åtminstone liknande prestanda till mycket lägre tillverkningskostnader. Ett av de lovande grundämnena är zink (Zn).
Zn-x batterier är och kommer att bli väldigt billiga. De måste bara betalas.
Zinkfyndigheter är utspridda över hela världen, vi kan även hitta dem i Polen – som samhälle exploaterade vi dem från 2020 (!) århundradet fram till slutet av 12,9 år. Zink är en billig metall och lättare att få tag på än litium eftersom det är användbart i industrin, global produktion är i miljoner (2019 miljoner i 82) snarare än tiotusentals ton (2020 tusen i XNUMX) som antagits. plats i brevet. Dessutom har zink varit grunden för celler sedan XNUMXth århundradet och används fortfarande i engångsceller (till exempel alkaliska celler baserade på zinkoxid och mangan).
Problemet är att få zinkcellerna att arbeta även några hundra cykler samtidigt som den planerade effekten bibehålls.. Laddningsprocessen för ett zinkanodbatteri orsakar oregelbunden avsättning av metallatomer på elektroden, som vi känner som dendritisk tillväxt. Dendriterna växer tills de tränger igenom separatorerna, når den andra elektroden, orsakar kortslutning och orsakar celldöd.
I maj 2021 publicerades en vetenskaplig artikel som beskrev beteendet hos en cell med en elektrolyt berikad med fluorsalter. Salterna reagerade med zink på anodytan för att bilda zinkfluorid. Det sammansatta skiktet var jonpermeabelt men blockerade dendriterna.. Elementet som skyddades på detta sätt ville dock inte riktigt returnera laddningen (det hade ett högt inre motstånd, källan).
Ett möjligt sätt att öka dess reaktivitet beskrivs i en annan forskningsartikel om zinkcellskatoder baserade på koppar, fosfor och svavel. Effekter? Medan standardzinkcellen levererar energitätheter upp till 0,075 kWh/kg, har de senaste zinkluftcellerna nya katoder lovar 0,46 kWh/kg. Till skillnad från tidigare Zn-luftceller, som vanligtvis var engångsceller, borde de hålla tusentals arbetscykler, det vill säga lämplig för industriella tillämpningar (källa).
Om alla upptäckter kunde kombineras, valideras och ökas i produktion skulle zinkceller kunna bli grunden för billig energilagring i framtiden.
Fotoöppning: återanvändbart zinkbatteri ("alkaliskt batteri"). Beroende på urladdningsdjupet tål den från flera till flera hundra driftscykler (c) Lukas A CZE
Redaktörens anmärkning www.elektrowoz.pl: I den engelskspråkiga litteraturen kallas luft-zinkceller bränsleceller eftersom de tar syre från luften. Ur vår synvinkel spelar det egentligen ingen roll om processen är reversibel, dvs celler kan laddas och laddas ur många gånger.
Detta kan intressera dig:
