Küçük çatlakları olan çinko hücreleri. Yüksek enerji yoğunluğu ve binlerce görev döngüsü
Lityum-iyon piller, enerji depolamada mutlak standart ve mihenk taşıdır. Ancak araştırmacılar sürekli olarak çok daha düşük üretim maliyetleriyle en azından benzer performans sağlayan öğeler arıyorlar. Gelecek vaat eden elementlerden biri de çinkodur (Zn).
Zn-x piller çok ucuz ve ucuz olacak. Sadece ödenmeleri gerekiyor
Çinko yatakları dünyanın her yerine dağılmış durumda, Polonya'da da bulabiliriz – toplum olarak 2020(!) yüzyıldan 12,9 yılın sonuna kadar sömürdük. Çinko ucuz bir metaldir ve endüstride yararlı olduğu için lityumdan daha kolay elde edilir, küresel üretim varsayıldığı gibi onbinlerce ton (2019 binde 82) yerine milyonlardadır (2020 milyonda XNUMX). mektuba yerleştirin. Ayrıca çinko, XNUMX. yüzyıldan beri hücrelerin temeli olmuştur ve tek kullanımlık hücrelerde (örneğin, çinko oksit ve manganez bazlı alkali hücreler) hala kullanılmaktadır.
Buradaki zorluk, çinko hücrelerin planlanan kapasiteyi korurken en az birkaç yüz döngü çalıştırmasını sağlamaktır.... Bir pili çinko anotla şarj etme işlemi, dendrit büyümesi olarak bildiğimiz elektrot üzerinde düzensiz metal atomları birikmesine neden olur. Dendritler ayırıcıları kırıp ikinci elektrota ulaşana kadar büyür, kısa devreye neden olur ve hücrenin ölmesine neden olur.
Mayıs 2021'de, flor tuzlarıyla zenginleştirilmiş bir elektrolite sahip bir hücrenin davranışının açıklandığı bilimsel bir makale yayınlandı. Tuzlar, çinko florür oluşturmak için anot yüzeyinde çinko ile reaksiyona girdi. Bağlantı tabakası iyonlara karşı geçirgendi, ancak dendritleri bloke etti.... Ancak, bu şekilde korunan eleman, yükü gerçekten iade etmek istemedi (yüksek bir iç dirence, bir kaynağa sahipti).
Reaktivitesini arttırmanın olası bir yolu, bakır, fosfor ve kükürt bazlı çinko hücre katotlarına ayrılmış başka bir araştırma makalesinde açıklanmıştır. Etkileri? Standart çinko hücre 0,075 kWh/kg'a kadar enerji yoğunlukları sağlarken, yeni katotlara sahip en yeni çinko-hava hücreleri söz 0,46 kWh/kg... Genellikle tek kullanımlık olan önceki Zn-hava hücrelerinin aksine, uzun ömürlü olmaları gerekir. binlerce çalışma döngüsü, yani endüstriyel kullanıma uygun (kaynak).
Tüm keşifler birleştirilebilir, doğrulanabilir ve üretim arttırılabilirse, çinko hücreler gelecekte ucuz enerji depolamanın temeli haline gelebilir.
Açılış fotoğrafı: yeniden kullanılabilir çinko pil ("alkalin pil"). Boşaltma derinliğine bağlı olarak, birkaç ila birkaç yüz çalışma döngüsüne dayanabilir (c) Lukas A CZE
www.elektrowoz.pl editörlerinden not: İngilizce literatürde çinko hava hücrelerine havadan oksijen aldıkları için yakıt hücreleri denilmektedir. Bizim bakış açımıza göre, işlemin tersine çevrilebilir olup olmadığı gerçekten önemli değil, yani hücreler birçok kez şarj edilebilir ve boşaltılabilir.
Bu ilginizi çekebilir:
