Sel seng dengan jerawat kecil. Kepadatan energi tinggi dan ribuan siklus tugas
Baterai lithium-ion adalah standar dan tolok ukur mutlak di bidang penyimpanan energi. Tetapi para peneliti terus mencari elemen yang memberikan setidaknya kinerja serupa dengan biaya produksi yang jauh lebih rendah. Salah satu unsur yang menjanjikan adalah seng (Zn).
Baterai Zn-x adalah dan akan sangat murah. Mereka hanya harus dibayar
Endapan seng tersebar di seluruh dunia, kami juga dapat menemukannya di Polandia – sebagai masyarakat kami mengeksploitasinya dari abad 2020 (!) hingga akhir 12,9 tahun. Seng adalah logam yang murah dan lebih mudah diperoleh daripada lithium karena berguna dalam industri, produksi dunia dalam jutaan (2019 juta dalam 82) dan bukan puluhan ribu ton (2020 ribu dalam XNUMX) seperti yang diasumsikan. tempatkan dalam surat. Selain itu, seng telah menjadi dasar sel sejak abad ke-XNUMX dan masih digunakan dalam sel sekali pakai (misalnya, sel alkalin berbahan dasar seng oksida dan mangan).
Tantangannya adalah membuat sel seng berjalan setidaknya beberapa ratus siklus sambil mempertahankan kapasitas yang direncanakan.... Proses pengisian baterai dengan anoda seng menyebabkan pengendapan atom logam yang tidak teratur pada elektroda, yang kita kenal sebagai pertumbuhan dendrit. Dendrit tumbuh hingga menembus separator, mencapai elektroda kedua, menyebabkan korsleting, dan menyebabkan sel mati.
Pada Mei 2021, sebuah makalah ilmiah diterbitkan di mana perilaku sel dengan elektrolit yang diperkaya dengan garam fluorin dijelaskan. Garam bereaksi dengan seng pada permukaan anoda untuk membentuk seng fluorida. Lapisan persimpangan itu permeabel terhadap ion, tetapi menghalangi dendrit.... Namun, elemen yang dilindungi dengan cara ini tidak benar-benar ingin mengembalikan muatan (memiliki resistansi internal yang tinggi, sebuah sumber).
Cara yang mungkin untuk meningkatkan reaktivitasnya dijelaskan dalam karya penelitian lain yang ditujukan untuk katoda sel seng berdasarkan tembaga, fosfor dan belerang. Efek? Sementara sel seng standar memberikan kepadatan energi hingga 0,075 kWh / kg, sel seng-udara terbaru dengan katoda baru menjanjikan 0,46 kWh / kg... Tidak seperti sel Zn-air sebelumnya, yang biasanya sekali pakai, mereka harus bertahan ribuan siklus kerja, yaitu, cocok untuk keperluan industri (sumber).
Jika semua penemuan dapat digabungkan, divalidasi, dan ditingkatkan produksinya, sel seng dapat menjadi dasar penyimpanan energi murah di masa depan.
Foto pembukaan: baterai seng yang dapat digunakan kembali ("baterai alkali"). Bergantung pada kedalaman pelepasan, ia dapat bertahan dari beberapa hingga beberapa ratus siklus operasi (c) Lukas A CZE
Catatan dari editor www.elektrowoz.pl: Dalam literatur bahasa Inggris, sel udara seng disebut sel bahan bakar karena mereka mengambil oksigen dari udara. Dari sudut pandang kami, tidak masalah apakah prosesnya dapat dibalik, yaitu sel dapat diisi dan dikosongkan berkali-kali.
Ini mungkin menarik bagi Anda:
