Cellule di zinco con piccoli breakout. Elevata densità di energia e migliaia di cicli di lavoro
Le batterie agli ioni di litio sono lo standard assoluto e il punto di riferimento nell'accumulo di energia. Ma i ricercatori sono costantemente alla ricerca di elementi che forniscano prestazioni almeno simili a costi di produzione molto inferiori. Uno degli elementi promettenti è lo zinco (Zn).
Le batterie Zn-x sono e saranno molto economiche. Devono solo essere pagati
I depositi di zinco sono sparsi in tutto il mondo, li possiamo trovare anche in Polonia – come società li abbiamo sfruttati dal 2020 (!) secolo fino alla fine di 12,9 anni. Lo zinco è un metallo economico e più facile da ottenere rispetto al litio poiché è utile nell'industria, la produzione globale è di milioni (2019 milioni nell'82) anziché di decine di migliaia di tonnellate (2020mila nell'XNUMX) come ipotizzato. posto nella lettera. Inoltre, lo zinco è stato la base delle celle sin dal XIX secolo ed è ancora utilizzato nelle celle usa e getta (ad esempio celle alcaline a base di ossido di zinco e manganese).
La sfida è far funzionare le celle di zinco per almeno alcune centinaia di cicli mantenendo la capacità pianificata.... Il processo di ricarica di una batteria con un anodo di zinco provoca una deposizione irregolare di atomi di metallo sull'elettrodo, che conosciamo come crescita dei dendriti. I dendriti crescono fino a quando non rompono i separatori, raggiungono il secondo elettrodo, causano un cortocircuito e provocano la morte della cellula.
Nel maggio 2021 è stato pubblicato un articolo scientifico in cui è stato descritto il comportamento di una cella con un elettrolita arricchito con sali di fluoro. I sali hanno reagito con lo zinco sulla superficie dell'anodo per formare fluoruro di zinco. Lo strato di giunzione era permeabile agli ioni, ma bloccava i dendriti.... Tuttavia, l'elemento protetto in questo modo non voleva davvero restituire la carica (aveva un'elevata resistenza interna, una sorgente).
Un possibile modo per aumentarne la reattività è descritto in un altro documento di ricerca dedicato ai catodi a cellule di zinco a base di rame, fosforo e zolfo. Effetti? Mentre la cella zinco standard fornisce densità di energia fino a 0,075 kWh/kg, le più recenti celle zinco-aria con nuovi catodi promessa 0,46 kWh/kg... A differenza delle precedenti celle Zn-aria, che di solito erano usa e getta, dovrebbero durare migliaia di cicli di lavoro, cioè adatto all'uso industriale (fonte).
Se tutte le scoperte potessero essere combinate, convalidate e aumentate la produzione, le celle di zinco potrebbero diventare la base per lo stoccaggio di energia a basso costo in futuro.
Foto di apertura: batteria allo zinco riutilizzabile ("batteria alcalina"). A seconda della profondità di scarica, può resistere da diverse a diverse centinaia di cicli operativi (c) Lukas A CZE
Nota degli editori di www.elektroroz.pl: Nella letteratura in lingua inglese, le celle zinco-aria sono chiamate celle a combustibile perché assorbono ossigeno dall'aria. Dal nostro punto di vista, non importa se il processo è reversibile, cioè le celle possono essere caricate e scaricate molte volte.
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