خلايا الزنك مع فواصل صغيرة. كثافة طاقة عالية وآلاف دورات العمل
بطاريات الليثيوم أيون هي المعيار المطلق والمعيار في تخزين الطاقة. لكن الباحثين يبحثون باستمرار عن العناصر التي توفر أداءً مماثلاً على الأقل بتكاليف تصنيع أقل بكثير. أحد العناصر الواعدة هو الزنك (Zn).
بطاريات Zn-x رخيصة جدًا وستكون رخيصة. عليهم فقط أن يدفعوا.
تنتشر رواسب الزنك في جميع أنحاء العالم ، ويمكننا أيضًا العثور عليها في بولندا - كمجتمع استغلناها منذ عام 2020 (!) قرن حتى نهاية 12,9 سنة. يعد الزنك معدنًا رخيصًا ويسهل الحصول عليه من الليثيوم لأنه مفيد في الصناعة ، والإنتاج العالمي بالملايين (2019 مليون في 82) بدلاً من عشرات الآلاف من الأطنان (2020 ألف في XNUMX) كما هو مفترض. ضع في الرسالة. بالإضافة إلى ذلك ، كان الزنك أساس الخلايا منذ القرن التاسع عشر ولا يزال يستخدم في الخلايا التي يمكن التخلص منها (على سبيل المثال ، الخلايا القلوية القائمة على أكسيد الزنك والمنغنيز).
تكمن المشكلة في جعل خلايا الزنك تعمل حتى بضع مئات من الدورات مع الحفاظ على الطاقة المخطط لها.. تؤدي عملية شحن بطارية أنود الزنك إلى ترسب غير منتظم لذرات المعدن على القطب ، وهو ما نعرفه بالنمو التغصني. تنمو التشعبات حتى تخترق الفواصل ، وتصل إلى القطب الكهربي الثاني ، وتسبب دائرة قصر ، وتسبب موت الخلية.
في مايو 2021 ، نُشرت ورقة علمية تصف سلوك خلية بها إلكتروليت غني بأملاح الفلور. تفاعلت الأملاح مع الزنك على سطح الأنود لتكوين فلوريد الزنك. كانت الطبقة المركبة قابلة للاختراق الأيوني ولكنها سدت التشعبات.. ومع ذلك ، فإن العنصر المحمي بهذه الطريقة لا يريد حقًا إعادة الشحن (كان لديه مقاومة داخلية عالية ، المصدر).
تم وصف طريقة ممكنة لزيادة تفاعلها في ورقة بحثية أخرى حول كاثودات خلايا الزنك على أساس النحاس والفوسفور والكبريت. تأثيرات؟ بينما توفر خلية الزنك القياسية كثافة طاقة تصل إلى 0,075 كيلو واط ساعة / كجم ، فإن أحدث خلايا الزنك الهوائية مع كاثودات جديدة وعد 0,46 كيلو واط ساعة / كجم. على عكس خلايا Zn-air السابقة ، والتي كانت تستخدم لمرة واحدة ، يجب أن تدوم آلاف دورات العمل، أي مناسبة للتطبيقات الصناعية (مصدر).
إذا أمكن الجمع بين جميع الاكتشافات والتحقق من صحتها وزيادة الإنتاج ، يمكن أن تكون خلايا الزنك أساس تخزين الطاقة الرخيصة في المستقبل.
فتحة الصورة: بطارية زنك قابلة لإعادة الاستخدام ("بطارية قلوية"). اعتمادًا على عمق التفريغ ، يمكنه تحمل عدة دورات تشغيل إلى عدة مئات (ج) Lukas A CZE
ملاحظة المحرر www.elektrowoz.pl: في أدبيات اللغة الإنجليزية ، تسمى خلايا الهواء والزنك خلايا الوقود لأنها تأخذ الأكسجين من الهواء. من وجهة نظرنا ، لا يهم حقًا ما إذا كانت العملية قابلة للعكس ، أي يمكن شحن الخلايا وتفريغها عدة مرات.
قد يثير هذا اهتمامك:
