Κύτταρα ψευδαργύρου με μικρά σπασίματα. Υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και χιλιάδες κύκλοι λειτουργίας
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι το απόλυτο πρότυπο και σημείο αναφοράς στην αποθήκευση ενέργειας. Αλλά οι ερευνητές αναζητούν συνεχώς στοιχεία που παρέχουν τουλάχιστον παρόμοια απόδοση με πολύ χαμηλότερο κόστος κατασκευής. Ένα από τα πολλά υποσχόμενα στοιχεία είναι ο ψευδάργυρος (Zn).
Οι μπαταρίες Zn-x είναι και θα είναι πολύ φθηνές. Απλώς πρέπει να πληρωθούν.
Τα κοιτάσματα ψευδαργύρου είναι διάσπαρτα σε όλο τον κόσμο, μπορούμε να τα βρούμε και στην Πολωνία – ως κοινωνία τα εκμεταλλευτήκαμε από τον αιώνα του 2020 (!) μέχρι το τέλος των 12,9 ετών. Ο ψευδάργυρος είναι ένα φθηνό μέταλλο και είναι πιο εύκολο να αποκτηθεί από το λίθιο, καθώς είναι χρήσιμο στη βιομηχανία, η παγκόσμια παραγωγή είναι σε εκατομμύρια (2019 εκατομμύρια σε 82) παρά σε δεκάδες χιλιάδες τόνους (2020 χιλιάδες σε XNUMX) όπως υποτίθεται. θέση στην επιστολή. Επιπλέον, ο ψευδάργυρος είναι η βάση των κυττάρων από τον XNUMXο αιώνα και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε κύτταρα μιας χρήσης (για παράδειγμα, αλκαλικά κύτταρα με βάση το οξείδιο του ψευδαργύρου και το μαγγάνιο).
Το πρόβλημα είναι να κάνουμε τα κύτταρα ψευδαργύρου να λειτουργούν ακόμη και μερικές εκατοντάδες κύκλους διατηρώντας την προγραμματισμένη ισχύ.. Η διαδικασία φόρτισης μιας μπαταρίας ανόδου ψευδαργύρου προκαλεί ακανόνιστη εναπόθεση ατόμων μετάλλου στο ηλεκτρόδιο, την οποία γνωρίζουμε ως δενδριτική ανάπτυξη. Οι δενδρίτες μεγαλώνουν μέχρι να τρυπήσουν τους διαχωριστές, να φτάσουν στο δεύτερο ηλεκτρόδιο, να προκαλέσουν βραχυκύκλωμα και να προκαλέσουν κυτταρικό θάνατο.
Τον Μάιο του 2021 δημοσιεύτηκε μια επιστημονική εργασία που περιέγραφε τη συμπεριφορά ενός στοιχείου με ηλεκτρολύτη εμπλουτισμένο με άλατα φθορίου. Τα άλατα αντέδρασαν με ψευδάργυρο στην επιφάνεια της ανόδου για να σχηματίσουν φθοριούχο ψευδάργυρο. Το σύνθετο στρώμα ήταν διαπερατό από ιόντα αλλά εμπόδιζε τους δενδρίτες.. Ωστόσο, το στοιχείο που προστατεύεται με αυτόν τον τρόπο δεν ήθελε πραγματικά να επιστρέψει τη φόρτιση (είχε υψηλή εσωτερική αντίσταση, η πηγή).
Ένας πιθανός τρόπος αύξησης της αντιδραστικότητάς του περιγράφεται σε μια άλλη ερευνητική εργασία σχετικά με τις καθόδους κυττάρων ψευδαργύρου με βάση τον χαλκό, τον φώσφορο και το θείο. Υπάρχοντα? Ενώ η τυπική κυψέλη ψευδαργύρου παρέχει ενεργειακές πυκνότητες έως και 0,075 kWh/kg, οι πιο πρόσφατες κυψέλες αέρα ψευδαργύρου με νέες καθόδους υπόσχεση 0,46 kWh / kg. Σε αντίθεση με τα προηγούμενα κύτταρα Zn-air, τα οποία ήταν συνήθως μιας χρήσης, θα πρέπει να διαρκέσουν χιλιάδες κύκλους εργασίας, δηλαδή κατάλληλο για βιομηχανικές εφαρμογές (πηγή).
Εάν όλες οι ανακαλύψεις μπορούσαν να συνδυαστούν, να επικυρωθούν και να αυξηθεί η παραγωγή, τα κύτταρα ψευδαργύρου θα μπορούσαν να αποτελέσουν τη βάση για φθηνή αποθήκευση ενέργειας στο μέλλον.
Άνοιγμα φωτογραφίας: επαναχρησιμοποιήσιμη μπαταρία ψευδαργύρου ("αλκαλική μπαταρία"). Ανάλογα με το βάθος εκφόρτισης, μπορεί να αντέξει από αρκετές έως αρκετές εκατοντάδες κύκλους λειτουργίας (γ) Lukas A CZE
Σημείωση του συντάκτη www.elektrowoz.pl: Στην αγγλική βιβλιογραφία οι κυψέλες ψευδαργύρου-αέρα ονομάζονται κυψέλες καυσίμου επειδή λαμβάνουν οξυγόνο από τον αέρα. Από την άποψή μας, δεν έχει ιδιαίτερη σημασία αν η διαδικασία είναι αναστρέψιμη, δηλαδή τα κύτταρα μπορούν να φορτιστούν και να αποφορτιστούν πολλές φορές.
Αυτό μπορεί να σας ενδιαφέρει:
