سلول های روی با شکاف های کوچک. چگالی انرژی بالا و هزاران چرخه کاری
باتری های لیتیوم یون استاندارد مطلق و معیار در ذخیره سازی انرژی هستند. اما محققان دائماً به دنبال عناصری هستند که حداقل عملکرد مشابهی را با هزینه های تولید بسیار کمتر ارائه دهند. یکی از عناصر امیدوار کننده روی (Zn) است.
باتری های Zn-x بسیار ارزان هستند و خواهند بود. فقط باید به آنها پول پرداخت شود
ذخایر روی در سراسر جهان پراکنده است، ما همچنین می توانیم آنها را در لهستان پیدا کنیم - ما به عنوان یک جامعه از قرن 2020 (!) تا پایان 12,9 سال از آنها بهره برداری کردیم. روی یک فلز ارزان است و راحت تر از لیتیوم به دست می آید زیرا در صنعت مفید است، تولید جهانی در میلیون ها (2019 میلیون در سال 82) به جای ده ها هزار تن (2020 هزار در سال XNUMX) است. در نامه قرار دهید علاوه بر این، روی از قرن XNUMX اساس سلول ها بوده است و هنوز در سلول های یکبار مصرف (به عنوان مثال، سلول های قلیایی مبتنی بر اکسید روی و منگنز) استفاده می شود.
چالش این است که سلول های روی حداقل برای چند صد چرخه کار کنند و در عین حال ظرفیت برنامه ریزی شده حفظ شود.... فرآیند شارژ باتری با آند روی باعث رسوب نامنظم اتم های فلز بر روی الکترود می شود که ما آن را به عنوان رشد دندریت می شناسیم. دندریت‌ها رشد می‌کنند تا زمانی که از جداکننده‌ها شکسته شوند، به الکترود دوم برسند، باعث اتصال کوتاه شوند و باعث مرگ سلول شوند.
در می 2021، مقاله ای علمی منتشر شد که در آن رفتار یک سلول با الکترولیت غنی شده با نمک های فلوئور توضیح داده شد. نمک ها با روی روی سطح آند واکنش دادند تا فلوراید روی را تشکیل دهند. لایه اتصال به یون ها نفوذپذیر بود، اما دندریت ها را مسدود می کرد.... با این حال، عنصر محافظت شده از این طریق واقعاً نمی خواست شارژ را برگرداند (مقاومت داخلی بالایی داشت، منبع).
یک راه ممکن برای افزایش واکنش پذیری آن در مقاله تحقیقاتی دیگری که به کاتدهای سلول روی مبتنی بر مس، فسفر و گوگرد اختصاص دارد، توضیح داده شده است. اثرات؟ در حالی که سلول روی استاندارد چگالی انرژی تا 0,075 کیلووات ساعت بر کیلوگرم را فراهم می کند، آخرین سلول های روی-هوا با کاتدهای جدید وعده 0,46 کیلووات ساعت / کیلوگرم... برخلاف سلول‌های هوای روی قبلی که معمولاً یکبار مصرف بودند، باید دوام داشته باشند هزاران چرخه کارییعنی برای مصارف صنعتی مناسب است (منبع).
اگر بتوان همه اکتشافات را با هم ترکیب کرد، تایید کرد و تولید را افزایش داد، سلول‌های روی می‌توانند مبنایی برای ذخیره انرژی ارزان در آینده شوند.
عکس افتتاحیه: باتری روی قابل استفاده مجدد ("باتری قلیایی"). بسته به عمق تخلیه، می تواند از چندین تا چند صد چرخه عملیاتی مقاومت کند (ج) Lukas A CZE
نکته از ویراستاران www.elektrowoz.pl: در ادبیات انگلیسی به سلول های هوای روی پیل سوختی می گویند زیرا اکسیژن هوا را می گیرند. از دیدگاه ما، واقعاً مهم نیست که فرآیند برگشت پذیر باشد، یعنی سلول ها می توانند بارها شارژ و تخلیه شوند.
این ممکن است برای شما جالب باشد:
