Cinksejtek kis kitörésekkel. Nagy energiasűrűség és több ezer munkaciklus
A lítium-ion akkumulátorok abszolút szabványt és etalont jelentenek az energiatárolás területén. A kutatók azonban folyamatosan keresik azokat az elemeket, amelyek legalább hasonló teljesítményt nyújtanak sokkal alacsonyabb gyártási költségek mellett. Az egyik ígéretes elem a cink (Zn).
A Zn-x akkumulátorok nagyon olcsók és lesznek is. Csak fizetni kell őket
A cinklelőhelyek a világ minden táján elszórtan találhatók, Lengyelországban is találkozhatunk velük – társadalomként a 2020-as (!) századtól 12,9 év végéig kiaknáztuk őket. A cink olcsó fém, és könnyebben beszerezhető, mint a lítium, mivel hasznos az iparban, a világ termelése milliós (2019-ben 82 millió), nem pedig több tízezer tonnás (2020-ben XNUMX ezer) a feltételezések szerint. helyet a levélben. Ezenkívül a cink a XNUMX. század óta a sejtek alapja, és még mindig használják eldobható cellákban (például cink-oxid és mangán alapú lúgos cellákban).
A kihívás abban rejlik, hogy a cinkcellákat legalább néhány száz cikluson keresztül üzemeltesse a tervezett kapacitás megőrzése mellett.... Az akkumulátor cink-anóddal való feltöltésének folyamata fématomok szabálytalan lerakódását okozza az elektródán, amit dendritnövekedésnek nevezünk. A dendritek addig nőnek, amíg át nem törnek a szeparátorokon, el nem érik a második elektródát, rövidzárlatot okoznak, és a sejt elpusztul.
2021 májusában publikáltak egy tudományos cikket, amelyben egy fluorsókkal dúsított elektrolitot tartalmazó cella viselkedését írták le. A sók az anód felületén cinkkel reagálva cink-fluoridot képeztek. A csatlakozási réteg áteresztő volt az ionok számára, de blokkolta a dendriteket.... Az így védett elem viszont nem nagyon akarta visszaadni a töltést (nagy belső ellenállása volt, forrása).
A reakcióképesség növelésének egy lehetséges módját egy másik kutatási cikk írja le, amely a réz-, foszfor- és kénalapú cinkelem-katódokkal foglalkozik. Hatások? Míg a szabványos cinkcella akár 0,075 kWh/kg energiasűrűséget biztosít, a legújabb cink-levegő cellák új katódokkal ígéret 0,46 kWh / kg... A korábbi Zn-levegő cellákkal ellentétben, amelyek általában eldobhatóak voltak, ezeknek tartósnak kell lenniük több ezer munkaciklus, azaz ipari felhasználásra alkalmas (forrás).
Ha az összes felfedezést egyesítenék, validálnák és növelnék a termelést, a cinkcellák a jövőben olcsó energiatárolás alapjává válhatnak.
Nyitókép: újrafelhasználható cinkelem ("alkáli elem"). A kisütési mélységtől függően több-több száz működési ciklust is kibír (c) Lukas A CZE
Megjegyzés a www.elektrowoz.pl szerkesztőitől: Az angol nyelvű szakirodalomban a cink levegőcellákat üzemanyagcelláknak nevezik, mivel oxigént vesznek fel a levegőből. A mi szempontunkból teljesen mindegy, hogy a folyamat reverzibilis-e, azaz a cellák sokszor feltölthetők és kisüthetők.
Ez érdekelheti:
