Sinkkisoluja, joissa on pieniä halkeamia. Suuri energiatiheys ja tuhansia käyttöjaksoja
Litiumioniakut ovat ehdoton standardi ja vertailukohta energian varastoinnissa. Mutta tutkijat etsivät jatkuvasti elementtejä, jotka tarjoavat vähintään samanlaisen suorituskyvyn paljon alhaisemmilla valmistuskustannuksilla. Yksi lupaavista alkuaineista on sinkki (Zn).
Zn-x akut ovat ja tulevat olemaan erittäin halpoja. Ne on vain maksettava
Sinkkiesiintymiä on hajallaan ympäri maailmaa, niitä löytyy myös Puolasta – yhteiskuntana hyödynsimme niitä 2020 (!) vuosisadalta 12,9 vuoden loppuun. Sinkki on halpa metalli ja helpompi saada kuin litium, koska se on hyödyllinen teollisuudessa. Maailmanlaajuinen tuotanto on miljoonia (2019 miljoonaa 82:ssa) eikä kymmeniä tuhansia tonneja (2020 tuhatta XNUMX:ssa), kuten oletetaan. paikka kirjeessä. Lisäksi sinkki on ollut solujen perusta XNUMX-luvulta lähtien, ja sitä käytetään edelleen kertakäyttöisissä kennoissa (esimerkiksi sinkkioksidiin ja mangaaniin perustuvissa alkalisoluissa).
Haasteena on saada sinkkikennot toimimaan vähintään muutaman sadan syklin ajan samalla kun suunniteltu kapasiteetti säilyy.... Akun lataaminen sinkkianodilla aiheuttaa metalliatomien epäsäännöllisen kerrostumisen elektrodille, joka tunnetaan dendriittikasvuna. Dendriitit kasvavat, kunnes ne murtautuvat erottimien läpi, saavuttavat toisen elektrodin, aiheuttavat oikosulun ja aiheuttavat kennon kuoleman.
Toukokuussa 2021 julkaistiin tieteellinen artikkeli, jossa kuvattiin fluorisuoloilla rikastetun elektrolyytin sisältävän kennon käyttäytymistä. Suolat reagoivat sinkin kanssa anodin pinnalla muodostaen sinkkifluoridia. Liitoskerros oli ioneja läpäisevä, mutta esti dendriitit.... Tällä tavalla suojattu elementti ei kuitenkaan todellakaan halunnut palauttaa varausta (sillä oli korkea sisäinen vastus, lähde).
Mahdollista tapaa lisätä sen reaktiivisuutta kuvataan toisessa tutkimuspaperissa, joka on omistettu kupari-, fosfori- ja rikkipohjaisille sinkkikennokatodeille. Tehosteet? Vaikka standardi sinkkikenno tarjoaa jopa 0,075 kWh / kg energiatiheyden, uusimmat sinkki-ilmakennot uusilla katodeilla lupaus 0,46 kWh/kg... Toisin kuin aiemmat Zn-ilmakennot, jotka olivat yleensä kertakäyttöisiä, niiden pitäisi kestää tuhansia työsyklejä, eli soveltuu teolliseen käyttöön (lähde).
Jos kaikki löydöt voitaisiin yhdistää, validoida ja lisätä tuotantoa, sinkkikennoista voisi tulla pohja halvan energian varastointiin tulevaisuudessa.
Avauskuva: uudelleenkäytettävä sinkkiparisto ("alkaliparisto"). Purkaussyvyydestä riippuen se kestää useista satoihin käyttöjaksoihin (c) Lukas A CZE
Huomautus www.elektrowoz.pl:n toimittajilta: Englanninkielisessä kirjallisuudessa sinkki-ilmakennoja kutsutaan polttokennoiksi, koska ne ottavat happea ilmasta. Meidän näkökulmastamme sillä ei ole oikeastaan väliä, onko prosessi palautuva, eli kennoja voidaan ladata ja purkaa monta kertaa.
Tämä saattaa kiinnostaa sinua:
