เซลล์สังกะสีที่มีการแตกเล็กน้อย ความหนาแน่นของพลังงานสูงและรอบการทำงานหลายพันรอบ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นมาตรฐานและเกณฑ์มาตรฐานในการจัดเก็บพลังงาน แต่นักวิจัยมักจะมองหาองค์ประกอบที่ให้ประสิทธิภาพที่ใกล้เคียงกันเป็นอย่างน้อยโดยมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่ามาก องค์ประกอบที่น่าสนใจอย่างหนึ่งคือสังกะสี (Zn)

แบตเตอรี่ Zn-x มีราคาถูกมาก พวกเขาเพียงแค่ต้องจ่าย

แหล่งแร่สังกะสีกระจายอยู่ทั่วโลก เราสามารถพบได้ในโปแลนด์ด้วยเช่นกัน เนื่องจากสังคมที่เราใช้ประโยชน์จากมันตั้งแต่ศตวรรษที่ 2020 (!) จนถึงสิ้นปี 12,9 สังกะสีเป็นโลหะราคาถูกและหาได้ง่ายกว่าลิเธียมเนื่องจากมีประโยชน์ในอุตสาหกรรม การผลิตทั่วโลกอยู่ที่หลายล้าน (2019 ล้านในปี 82) แทนที่จะเป็นหมื่นตัน (2020 ในปี XNUMX) ตามที่สันนิษฐาน ไว้ในจดหมาย นอกจากนี้ สังกะสียังเป็นพื้นฐานของเซลล์ตั้งแต่ศตวรรษที่ XNUMX และยังคงใช้ในเซลล์แบบใช้แล้วทิ้ง (เช่น เซลล์อัลคาไลน์ที่มีสังกะสีออกไซด์และแมงกานีส)

ปัญหาคือการทำให้เซลล์สังกะสีทำงานได้ไม่กี่ร้อยรอบในขณะที่ยังคงพลังงานตามแผน. กระบวนการชาร์จแบตเตอรีซิงค์แอโนดทำให้เกิดการสะสมของอะตอมโลหะบนอิเล็กโทรดอย่างผิดปกติ ซึ่งเราเรียกว่าเดนไดรต์โต เดนไดรต์เติบโตจนเจาะทะลุตัวคั่น ไปถึงอิเล็กโทรดที่สอง ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร และทำให้เซลล์ตาย

ในเดือนพฤษภาคม 2021 มีการตีพิมพ์บทความทางวิทยาศาสตร์ที่อธิบายพฤติกรรมของเซลล์ที่มีอิเล็กโทรไลต์ที่เสริมด้วยเกลือฟลูออรีน เกลือทำปฏิกิริยากับสังกะสีบนผิวแอโนดเพื่อสร้างสังกะสีฟลูออไรด์ ชั้นของสารประกอบสามารถดูดซึมไอออนได้ แต่ปิดกั้นเดนไดรต์. อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบที่ได้รับการป้องกันในลักษณะนี้ไม่ต้องการส่งคืนประจุ (มีความต้านทานภายในสูง แหล่งที่มา)

วิธีที่เป็นไปได้ในการเพิ่มการเกิดปฏิกิริยาได้อธิบายไว้ในรายงานการวิจัยอีกฉบับเกี่ยวกับแคโทดเซลล์สังกะสีที่อิงจากทองแดง ฟอสฟอรัส และกำมะถัน เอฟเฟค? ในขณะที่เซลล์สังกะสีมาตรฐานให้ความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 0,075 kWh/kg เซลล์สังกะสีอากาศล่าสุดที่มีแคโทดใหม่ สัญญา 0,46 kWh/kg. ต่างจากเซลล์ Zn-air รุ่นก่อนๆ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้แล้วทิ้ง ควรมีอายุการใช้งาน พันรอบการทำงานกล่าวคือเหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรม (ต้นทาง)

หากการค้นพบทั้งหมดสามารถนำมารวมกัน ตรวจสอบ และเพิ่มการผลิตได้ เซลล์สังกะสีอาจเป็นพื้นฐานสำหรับการจัดเก็บพลังงานราคาถูกในอนาคต

การเปิดภาพ: แบตเตอรี่สังกะสีแบบใช้ซ้ำได้ ("แบตเตอรี่อัลคาไลน์") ขึ้นอยู่กับความลึกของการปล่อย มันสามารถทนต่อรอบการทำงานหลายถึงหลายร้อยรอบ (c) Lukas A CZE

หมายเหตุบรรณาธิการ www.elektrowoz.pl: ในวรรณคดีภาษาอังกฤษ เซลล์สังกะสีในอากาศถูกเรียกว่าเซลล์เชื้อเพลิง เพราะพวกมันดึงออกซิเจนจากอากาศ จากมุมมองของเรา ไม่สำคัญหรอกว่ากระบวนการนี้จะย้อนกลับได้หรือไม่ กล่าวคือ เซลล์สามารถชาร์จและคายประจุได้หลายครั้ง

สิ่งนี้อาจสนใจคุณ: