작은 틈이 있는 아연 세포. 높은 에너지 밀도 및 수천 번의 작동 주기

리튬 이온 배터리는 에너지 저장 분야에서 절대적인 표준이자 벤치마크입니다. 그러나 연구원들은 훨씬 더 낮은 제조 비용으로 적어도 유사한 성능을 제공하는 요소를 지속적으로 찾고 있습니다. 유망한 원소 중 하나는 아연(Zn)입니다.

Zn-x 배터리는 매우 저렴할 것입니다. 그들은 단지 지불해야합니다.

아연 매장량은 전 세계에 흩어져 있으며 폴란드에서도 찾을 수 있습니다. 아연은 산업에서 유용하기 때문에 값싼 금속이며 리튬보다 얻기가 더 쉽습니다. 세계 생산량은 가정한 것처럼 수만 톤(2020에서 12,9)이 아니라 수백만(2019에서 82백만)입니다. 편지에 넣습니다. 또한 아연은 2020 세기부터 세포의 기초였으며 여전히 일회용 전지 (예 : 산화 아연 및 망간 기반 알칼리 전지)에 사용됩니다.

문제는 아연 전지가 계획된 전력을 유지하면서 수백 주기라도 작동하도록 하는 것입니다.. 아연 양극 배터리의 충전 과정은 수지상 성장으로 알려진 전극에 금속 원자의 불규칙한 증착을 유발합니다. 수상 돌기는 분리막을 뚫고 두 번째 전극에 도달하여 단락을 일으키고 세포 사멸을 일으킬 때까지 성장합니다.

2021년 XNUMX월, 불소염이 풍부한 전해질을 가진 세포의 행동을 기술한 과학 논문이 발표되었습니다. 염은 양극 표면에서 아연과 반응하여 불화아연을 형성했습니다. 화합물 층은 이온 투과성이지만 덴드라이트를 차단했습니다.. 그러나 이렇게 보호된 요소는 실제로 전하를 되돌리고 싶지 않았습니다(높은 내부 저항, 소스를 가짐).

반응성을 증가시키는 가능한 방법은 구리, 인 및 황을 기반으로 하는 아연 전지 음극에 대한 또 다른 연구 논문에 설명되어 있습니다. 효과? 표준 아연 전지는 최대 0,075kWh/kg의 에너지 밀도를 제공하지만 최신 아연 공기 전지는 새로운 음극을 사용합니다. 약속 0,46kWh/kg. 일반적으로 일회용이었던 이전 Zn-공기 셀과 달리 오래 지속되어야 합니다. 수천 번의 작업 주기즉, 산업 응용 분야에 적합합니다(출처).

모든 발견이 결합되고 검증되고 생산량이 증가할 수 있다면 아연 전지는 미래에 저렴한 에너지 저장의 기초가 될 수 있습니다.

사진 개봉: 재사용 가능한 아연 배터리("알카라인 배터리"). 방전 깊이에 따라 수에서 수백 작동 사이클을 견딜 수 있습니다. (c) Lukas A CZE