Células de zinc con pequenos brotes. Alta densidade de enerxía e miles de ciclos de traballo
As baterías de ión-litio son o estándar absoluto e de referencia no almacenamento de enerxía. Pero os investigadores buscan constantemente elementos que proporcionen polo menos un rendemento similar a custos de fabricación moito máis baixos. Un dos elementos prometedores é o zinc (Zn).
As baterías Zn-x son e serán moi baratas. Só hai que pagarlles
Os depósitos de zinc están espallados por todo o mundo, tamén podemos atopalos en Polonia; como sociedade explotámolos desde o século 2020 (!) ata finais de 12,9 anos. O zinc é un metal barato e máis doado de obter que o litio, xa que é útil na industria, a produción mundial é de millóns (2019 millóns en 82) en lugar das decenas de miles de toneladas (2020 mil en XNUMX) como se supón. lugar na carta. Ademais, o zinc foi a base das células desde o século XNUMX e aínda se usa en células desbotables (por exemplo, células alcalinas baseadas en óxido de cinc e manganeso).
O reto é conseguir que as células de zinc funcionen durante polo menos uns centos de ciclos mantendo a capacidade prevista.... O proceso de carga dunha batería cun ánodo de cinc provoca unha deposición irregular de átomos metálicos no electrodo, que coñecemos como crecemento de dendritas. As dendritas medran ata atravesar os separadores, chegar ao segundo electrodo, provocar un curtocircuíto e provocar a morte da célula.
En maio de 2021 publicouse un artigo científico no que se describía o comportamento dunha célula cun electrólito enriquecido con sales de flúor. Os sales reaccionaron co cinc na superficie do ánodo para formar fluoruro de cinc. A capa de unión era permeable aos ións, pero bloqueaba as dendritas.... Non obstante, o elemento protexido deste xeito non quería realmente devolver a carga (tiña unha alta resistencia interna, unha fonte).
Unha posible forma de aumentar a súa reactividade descríbese noutro traballo de investigación dedicado a cátodos de células de zinc a base de cobre, fósforo e xofre. Efectos? Mentres que a pila de zinc estándar proporciona densidades de enerxía de ata 0,075 kWh/kg, as últimas células de zinc-aire con novos cátodos promesa de 0,46 kWh/kg... A diferenza das anteriores células Zn-air, que normalmente eran desbotables, deberían durar miles de ciclos de traballo, é dicir, apto para uso industrial (fonte).
Se todos os descubrimentos puidesen combinarse, validarse e aumentar a produción, as células de zinc poderían converterse no futuro na base para o almacenamento de enerxía barato.
Foto de apertura: pila de zinc reutilizable ("pila alcalina"). Dependendo da profundidade da descarga, pode soportar de varios a varios centos de ciclos de operación (c) Lukas A CZE
Nota dos editores de www.elektrowoz.pl: Na literatura en lingua inglesa, as pilas de aire de cinc chámanse pilas de combustible porque toman osíxeno do aire. Desde o noso punto de vista, realmente non importa se o proceso é reversible, é dicir, as células pódense cargar e descargar moitas veces.
Isto pode interesarche:
