Sinkceller med små utbrudd. Høy energitetthet og tusenvis av driftssykluser
Litium-ion-batterier er den absolutte standarden og målestokken innen energilagring. Men forskere leter stadig etter elementer som gir minst lignende ytelse til mye lavere produksjonskostnader. Et av de lovende grunnstoffene er sink (Zn).
Zn-x batterier er og blir veldig billige. De må bare betales
Sinkforekomster er spredt over hele verden, vi kan også finne dem i Polen – som et samfunn utnyttet vi dem fra 2020 (!) århundre til slutten av 12,9 år. Sink er et billig metall og lettere å få tak i enn litium da det er nyttig i industrien, global produksjon er i millioner (2019 millioner i 82) i stedet for titusenvis av tonn (2020 tusen i XNUMX) som antatt. plass i brevet. I tillegg har sink vært grunnlaget for celler siden XNUMXth århundre og brukes fortsatt i engangsceller (for eksempel alkaliske celler basert på sinkoksid og mangan).
Utfordringen er å få sinkcellene til å gå i minst noen hundre sykluser samtidig som den planlagte kapasiteten opprettholdes.... Prosessen med å lade et batteri med en sinkanode forårsaker en uregelmessig avsetning av metallatomer på elektroden, som vi kjenner som dendritvekst. Dendritter vokser til de bryter gjennom separatorene, når den andre elektroden, forårsaker kortslutning og får cellen til å dø.
I mai 2021 ble det publisert en vitenskapelig artikkel der oppførselen til en celle med en elektrolytt beriket med fluorsalter ble beskrevet. Saltene reagerte med sink på anodeoverflaten og dannet sinkfluorid. Koblingslaget var permeabelt for ioner, men blokkerte dendrittene.... Elementet beskyttet på denne måten ønsket imidlertid ikke å returnere ladningen (den hadde høy indre motstand, en kilde).
En mulig måte å øke reaktiviteten på er beskrevet i en annen forskningsartikkel viet sinkcellekatoder basert på kobber, fosfor og svovel. Effekter? Mens standard sinkcellen gir energitettheter på opptil 0,075 kWh/kg, har de nyeste sink-luftcellene nye katoder lover 0,46 kWh / kg... I motsetning til tidligere Zn-luft-celler, som vanligvis var engangsceller, skulle de vare tusenvis av arbeidssykluser, det vil si egnet for industriell bruk (kilde).
Hvis alle funn kunne kombineres, valideres og øke produksjonen, kan sinkceller bli grunnlaget for billig energilagring i fremtiden.
Åpningsbilde: gjenbrukbart sinkbatteri ("alkalisk batteri"). Avhengig av utladningsdybden tåler den fra flere til flere hundre driftssykluser (c) Lukas A CZE
Merknad fra redaksjonen til www.elektrowoz.pl: I den engelskspråklige litteraturen kalles luftceller av sink brenselceller fordi de tar oksygen fra luften. Fra vårt ståsted spiller det ingen rolle om prosessen er reversibel, det vil si at cellene kan lades og utlades mange ganger.
Dette kan interessere deg:
