Cèl·lules de zinc amb petites erupcions. Alta densitat d'energia i milers de cicles de treball
Les bateries d'ió de liti són l'estàndard absolut i la referència en l'emmagatzematge d'energia. Però els investigadors busquen constantment elements que proporcionin almenys un rendiment similar a costos de fabricació molt més baixos. Un dels elements prometedors és el zinc (Zn).
Les bateries Zn-x són i seran molt econòmiques. Només s'han de pagar
Els jaciments de zinc estan dispersos per tot el món, també els podem trobar a Polònia: com a societat els vam explotar des del segle 2020 (!) fins a finals de 12,9 anys. El zinc és un metall barat i més fàcil d'obtenir que el liti, ja que és útil a la indústria, la producció global és de milions (2019 milions en 82) en lloc de les desenes de milers de tones (2020 mil en XNUMX) com suposada. lloc a la carta. A més, el zinc ha estat la base de les cèl·lules des del segle XNUMX i encara s'utilitza en cèl·lules d'un sol ús (per exemple, cèl·lules alcalines basades en òxid de zinc i manganès).
El repte és aconseguir que les cèl·lules de zinc funcionin durant almenys uns quants centenars de cicles mantenint la capacitat prevista.... El procés de càrrega d'una bateria amb un ànode de zinc provoca una deposició irregular d'àtoms metàl·lics a l'elèctrode, que coneixem com a creixement de dendrites. Les dendrites creixen fins que trenquen els separadors, arriben al segon elèctrode, provoquen un curtcircuit i fan que la cèl·lula mori.
El maig de 2021 es va publicar un article científic en el qual es descrivia el comportament d'una cèl·lula amb un electròlit enriquit amb sals de fluor. Les sals van reaccionar amb zinc a la superfície de l'ànode per formar fluorur de zinc. La capa d'unió era permeable als ions, però bloquejava les dendrites.... Tanmateix, l'element protegit d'aquesta manera no volia realment retornar la càrrega (tenia una gran resistència interna, una font).
Una possible manera d'augmentar la seva reactivitat es descriu en un altre treball de recerca dedicat als càtodes de cèl·lules de zinc basats en coure, fòsfor i sofre. Efectes? Mentre que la cèl·lula de zinc estàndard proporciona densitats d'energia de fins a 0,075 kWh/kg, les últimes cèl·lules de zinc-aire amb càtodes nous promet 0,46 kWh/kg... A diferència de les cèl·lules anteriors d'aire Zn, que normalment eren d'un sol ús, haurien de durar milers de cicles de treball, és a dir, apte per a ús industrial (font).
Si tots els descobriments es poguessin combinar, validar i augmentar la producció, les cèl·lules de zinc podrien convertir-se en la base per a l'emmagatzematge d'energia barat en el futur.
Fotografia d'obertura: bateria de zinc reutilitzable ("bateria alcalina"). Depenent de la profunditat de la descàrrega, pot suportar des de diversos fins a diversos centenars de cicles de funcionament (c) Lukas A CZE
Nota dels editors de www.elektrowoz.pl: A la literatura en anglès, les piles d'aire de zinc s'anomenen piles de combustible perquè prenen oxigen de l'aire. Des del nostre punt de vista, realment no importa si el procés és reversible, és a dir, les cèl·lules es poden carregar i descarregar moltes vegades.
Això et pot interessar:
