Ang pagpapalabas ng mga compact zinc-air na baterya sa mass market ay maaaring makabuluhang baguhin ang sitwasyon sa market segment ng maliit na laki ng autonomous power supply para sa mga laptop computer at digital device.

Problema sa enerhiya

at sa mga nagdaang taon, ang fleet ng mga laptop na computer at iba't ibang mga digital na aparato ay tumaas nang malaki, marami sa mga ito ay kamakailan lamang na lumitaw sa merkado. Ang prosesong ito ay kapansin-pansing bumilis dahil sa pagtaas ng katanyagan ng mga mobile phone.

Kaugnay nito, ang mabilis na paglaki sa bilang ng mga portable na elektronikong aparato ay nagdulot ng isang makabuluhang pagtaas sa demand para sa mga autonomous na mapagkukunan ng kuryente, lalo na para sa iba't ibang uri ng mga baterya at nagtitipon.

Ang problema ng renewable autonomous power sources ay napakatalamak sa segment ng mga portable PC. Ginagawang posible ng mga modernong teknolohiya na lumikha ng mga laptop na halos hindi mababa sa kanilang pag-andar at pagganap sa ganap na mga desktop system. Gayunpaman, ang kakulangan ng sapat na mahusay na autonomous power source ay nag-aalis sa mga gumagamit ng laptop ng isa sa mga pangunahing bentahe ng ganitong uri ng computer - kadaliang mapakilos. Ang isang mahusay na tagapagpahiwatig para sa isang modernong laptop na nilagyan ng baterya ng lithium-ion ay ang buhay ng baterya na humigit-kumulang 4 na oras 1, ngunit para sa ganap na trabaho sa mga kondisyon ng mobile ito ay malinaw na hindi sapat (halimbawa, ang isang flight mula sa Moscow patungong Tokyo ay tumatagal ng humigit-kumulang 10 oras, at mula sa Moscow hanggang Los Angeles halos 15).

Ang isang solusyon sa problema sa pagtaas ng buhay ng baterya ng mga portable na PC ay ang paglipat mula sa kasalukuyang karaniwang nickel-metal hydride at lithium-ion na mga baterya patungo sa mga kemikal na fuel cell 2 . Ang pinaka-maaasahan na mga fuel cell mula sa punto ng view ng aplikasyon sa portable na mga elektronikong aparato at PC ay mga cell ng gasolina na may mababang operating temperatura tulad ng PEM (Proton Exchange Membrane) at DMCF (Direct Methanol Fuel Cells). Ang isang may tubig na solusyon ng methyl alcohol (methanol) 3 ay ginagamit bilang panggatong para sa mga elementong ito.

Gayunpaman, sa yugtong ito, magiging sobrang optimistiko na ilarawan ang hinaharap ng mga kemikal na fuel cell sa kulay rosas na kulay lamang. Ang katotohanan ay mayroong hindi bababa sa dalawang mga hadlang sa pamamahagi ng masa ng mga cell ng gasolina sa mga portable na elektronikong aparato. Una, ang methanol ay isang medyo nakakalason na sangkap, na nagpapahiwatig ng pagtaas ng mga kinakailangan para sa higpit at pagiging maaasahan ng mga cartridge ng gasolina. Pangalawa, upang matiyak ang katanggap-tanggap na mga rate ng mga reaksiyong kemikal sa mga cell ng gasolina na may mababang temperatura ng pagpapatakbo, kinakailangan na gumamit ng mga katalista. Sa kasalukuyan, ang mga catalyst na gawa sa platinum at ang mga haluang metal nito ay ginagamit sa mga selula ng PEM at DMCF, ngunit ang mga likas na reserba ng sangkap na ito ay maliit at ang halaga nito ay mataas. Sa teoryang posible na palitan ang platinum ng iba pang mga katalista, ngunit sa ngayon wala sa mga koponan na nakikibahagi sa pananaliksik sa direksyong ito ang nakahanap ng katanggap-tanggap na alternatibo. Ngayon, ang tinatawag na problema sa platinum ay marahil ang pinaka-seryosong balakid sa malawakang pag-aampon ng mga fuel cell sa mga portable PC at electronic device.

1 Ito ay tumutukoy sa oras ng pagpapatakbo mula sa karaniwang baterya.

2 Higit pang impormasyon tungkol sa mga fuel cell ay mababasa sa artikulong “Fuel cells: a year of hope”, na inilathala sa No. 1’2005.

Ang 3 PEM cell na tumatakbo sa hydrogen gas ay nilagyan ng built-in na converter upang makagawa ng hydrogen mula sa methanol.

Mga elemento ng hangin ng zinc

Bagama't itinuturing ng mga may-akda ng ilang publikasyon ang mga baterya ng zinc-air at accumulator bilang isa sa mga subtype ng fuel cell, hindi ito ganap na totoo. Ang pagkakaroon ng pamilyar sa disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga elemento ng zinc-air, kahit na sa mga pangkalahatang termino, maaari tayong gumawa ng isang ganap na hindi malabo na konklusyon na mas tama na isaalang-alang ang mga ito bilang isang hiwalay na klase ng mga autonomous na mapagkukunan ng kuryente.

Ang disenyo ng zinc air cell cell ay may kasamang cathode at anode na pinaghihiwalay ng alkaline electrolyte at mechanical separator. Ang isang gas diffusion electrode (GDE) ay ginagamit bilang isang cathode, ang water-permeable membrane na nagpapahintulot sa oxygen na makuha mula sa atmospheric air na nagpapalipat-lipat sa pamamagitan nito. Ang "fuel" ay ang zinc anode, na na-oxidized sa panahon ng operasyon ng cell, at ang oxidizing agent ay oxygen na nakuha mula sa atmospheric air na pumapasok sa pamamagitan ng "mga butas sa paghinga".

Sa cathode, nangyayari ang electroreduction reaction ng oxygen, ang mga produkto na kung saan ay negatibong sisingilin ng mga hydroxide ions:

O 2 + 2H 2 O +4e 4OH – .

Ang mga hydroxide ions ay gumagalaw sa electrolyte patungo sa zinc anode, kung saan nangyayari ang zinc oxidation reaction, na naglalabas ng mga electron na bumabalik sa cathode sa pamamagitan ng panlabas na circuit:

Zn + 4OH – Zn(OH) 4 2– + 2e.

Zn(OH) 4 2– ZnO + 2OH – + H 2 O.

Halatang halata na ang mga zinc-air cells ay hindi nahuhulog sa ilalim ng pag-uuri ng mga kemikal na fuel cell: una, gumagamit sila ng consumable electrode (anode), at pangalawa, ang gasolina ay unang inilagay sa loob ng cell, at hindi ibinibigay mula sa labas. sa panahon ng operasyon.

Ang boltahe sa pagitan ng mga electrodes ng isang cell ng isang zinc-air cell ay 1.45 V, na napakalapit sa alkaline (alkaline) na mga baterya.

Kung kinakailangan, upang makakuha ng mas mataas na boltahe ng supply, ilang mga cell na konektado sa serye ay maaaring pagsamahin sa isang baterya.

Mahalaga rin na ang mga elemento ng zinc air ay napaka-friendly na mga produkto. Ang mga materyales na ginamit para sa kanilang produksyon ay hindi nakakalason sa kapaligiran at maaaring magamit muli pagkatapos i-recycle. Ang mga produkto ng reaksyon ng mga elemento ng hangin ng sink (tubig at zinc oxide) ay ganap na ligtas para sa mga tao at ang kapaligiran ay ginagamit pa bilang pangunahing bahagi ng baby powder.

Kabilang sa mga katangian ng pagpapatakbo ng mga elemento ng zinc-air, ito ay nagkakahalaga ng noting tulad ng mga pakinabang bilang isang mababang self-discharge rate sa non-activated na estado at isang maliit na pagbabago sa halaga ng boltahe sa panahon ng discharge (flat discharge curve).

Ang isang tiyak na kawalan ng mga elemento ng zinc air ay ang impluwensya ng kamag-anak na kahalumigmigan ng papasok na hangin sa mga katangian ng elemento. Halimbawa, para sa isang elemento ng hangin ng zinc na idinisenyo para sa operasyon sa mga kondisyon ng kamag-anak na kahalumigmigan ng hangin na 60%, kapag ang halumigmig ay tumaas sa 90%, ang buhay ng serbisyo ay bumababa ng humigit-kumulang 15%.

Mula sa mga baterya hanggang sa mga baterya

Ang pinakamadaling opsyon para sa mga zinc-air cell na ipatupad ay mga disposable na baterya. Kapag lumilikha ng mga elemento ng zinc-air na may malalaking sukat at kapangyarihan (halimbawa, inilaan para sa mga power plant ng sasakyan), ang mga zinc anode cassette ay maaaring gawing palitan. Sa kasong ito, upang i-renew ang reserba ng enerhiya, sapat na upang alisin ang cassette na may mga ginamit na electrodes at mag-install ng bago sa lugar nito. Ang mga ginamit na electrodes ay maaaring ibalik para magamit muli gamit ang electrochemical method sa mga dalubhasang negosyo.

Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga compact na baterya na angkop para sa paggamit sa mga portable na PC at mga elektronikong aparato, kung gayon ang praktikal na pagpapatupad ng opsyon na may mapapalitang zinc anode cassette ay imposible dahil sa maliit na sukat ng mga baterya. Ito ang dahilan kung bakit karamihan sa mga compact zinc air cells na kasalukuyang nasa merkado ay disposable. Ang mga disposable small-sized na zinc-air na baterya ay ginawa ng Duracell, Eveready, Varta, Matsushita, GP, pati na rin ng domestic enterprise na Energia. Ang mga pangunahing lugar ng aplikasyon para sa naturang mga pinagmumulan ng kuryente ay mga hearing aid, portable radio, photographic equipment, atbp.

Sa kasalukuyan, maraming kumpanya ang gumagawa ng mga disposable zinc air na baterya

Ilang taon na ang nakalipas, gumawa ang AER ng Power Slice zinc air batteries na idinisenyo para sa mga laptop na computer. Idinisenyo ang mga item na ito para sa Omnibook 600 at Omnibook 800 series na laptop ng Hewlett-Packard;

ang kanilang buhay ng baterya ay mula 8 hanggang 12 oras.

Sa prinsipyo, mayroon ding posibilidad na lumikha ng mga rechargeable zinc-air cells (baterya), kung saan, kapag ang isang panlabas na kasalukuyang pinagmumulan ay konektado, isang reaksyon ng pagbabawas ng zinc ay magaganap sa anode. Gayunpaman, ang praktikal na pagpapatupad ng naturang mga proyekto ay matagal nang nahadlangan ng mga seryosong problema na dulot ng mga kemikal na katangian ng zinc. Ang zinc oxide ay mahusay na natutunaw sa isang alkaline electrolyte at, sa dissolved form, ay ipinamamahagi sa buong volume ng electrolyte, na lumalayo sa anode. Dahil dito, kapag nagcha-charge mula sa isang panlabas na kasalukuyang pinagmulan, ang geometry ng anode ay nagbabago nang malaki: ang zinc na nakuhang muli mula sa zinc oxide ay idineposito sa ibabaw ng anode sa anyo ng mga ribbon crystals (dendrites), na hugis ng mahabang spike. Ang mga dendrite ay tumagos sa mga separator, na nagiging sanhi ng isang maikling circuit sa loob ng baterya.

Ang problemang ito ay pinalala ng katotohanan na upang madagdagan ang kapangyarihan, ang mga anode ng mga zinc-air na mga selula ay ginawa mula sa durog na pulbos na zinc (pinapayagan nito ang isang makabuluhang pagtaas sa ibabaw na lugar ng elektrod). Kaya, habang tumataas ang bilang ng mga cycle ng charge-discharge, unti-unting bababa ang surface area ng anode, na may negatibong epekto sa performance ng cell.

Ang mga bentahe ng mga baterya ng zinc-air ay ang kanilang mahabang oras ng pagpapatakbo at mataas na tiyak na intensity ng enerhiya, na hindi bababa sa dalawang beses kaysa sa pinakamahusay na mga baterya ng lithium-ion. Ang tiyak na intensity ng enerhiya ng mga baterya ng zinc-air ay umaabot sa 240 Wh bawat 1 kg ng timbang, at ang maximum na kapangyarihan ay 5000 W/kg.

Ayon sa mga developer ng ZMP, posible na ngayong lumikha ng mga baterya ng zinc-air para sa mga portable na electronic device (mga mobile phone, digital player, atbp.) na may kapasidad ng enerhiya na humigit-kumulang 20 Wh. Ang pinakamababang posibleng kapal ng naturang mga power supply ay 3 mm lamang. Ang mga pang-eksperimentong prototype ng mga zinc-air na baterya para sa mga laptop ay may kapasidad ng enerhiya na 100 hanggang 200 Wh.

Isang prototype ng zinc-air na baterya na ginawa ng mga espesyalista ng Zinc Matrix Power

Ang isa pang mahalagang bentahe ng mga baterya ng zinc-air ay ang kumpletong kawalan ng tinatawag na memory effect. Hindi tulad ng iba pang mga uri ng mga baterya, ang mga zinc-air cell ay maaaring ma-recharge sa anumang antas ng pag-charge nang hindi nakompromiso ang kanilang kapasidad ng enerhiya. Bilang karagdagan, hindi tulad ng mga baterya ng lithium, ang mga zinc-air cells ay mas ligtas.

Sa konklusyon, hindi mabibigo ang isang tao na banggitin ang isang mahalagang kaganapan, na naging isang simbolikong panimulang punto sa landas patungo sa komersyalisasyon ng mga zinc-air cells: noong Hunyo 9 noong nakaraang taon, opisyal na inihayag ng Zinc Matrix Power ang paglagda ng isang strategic na kasunduan sa Intel Corporation . Sa ilalim ng mga tuntunin ng kasunduang ito, magsasama-sama ang ZMP at Intel upang bumuo ng bagong teknolohiya ng baterya para sa mga portable na PC. Kabilang sa mga pangunahing layunin ng gawaing ito ay pataasin ang buhay ng baterya ng mga laptop hanggang 10 oras. Ayon sa kasalukuyang plano, ang mga unang modelo ng mga laptop na nilagyan ng mga baterya ng zinc-air ay dapat lumabas sa pagbebenta noong 2006.

Ang mga baterya ng zinc-air ay mas maaasahan kaysa sa mga nauna sa kanila: hindi sila tumutulo. Nangangahulugan ito na ang biglaang pagkasira ng baterya ay hindi makakasira sa iyong hearing aid. Gayunpaman, ang mga bagong zinc-air na baterya ay lubos na maaasahan at bihirang huminto sa paggana nang maaga. Ngunit mayroon din silang sariling mga katangian.

Kung hindi mo kailangang palitan ang mga baterya sa iyong hearing aid, hindi mo dapat alisin ang packaging mula sa baterya. Bago gamitin, ang naturang baterya ay tinatakan ng isang espesyal na pelikula na pumipigil sa pagtagos ng hangin. Sa sandaling maalis ang pelikula, ang cathode (oxygen) at anode (zinc powder) ay tumutugon. Dapat itong tandaan: kung aalisin mo ang pelikula, mawawalan ng singil ang baterya, hindi alintana kung ito ay inilagay sa device o hindi.

Ang mga baterya ng zinc-air ay isang bagong henerasyon ng mga baterya na may malubhang pakinabang kaysa sa mga nauna sa kanila. Walang alinlangan, ang mga ito ay mas mahusay sa enerhiya at matibay dahil sa kanilang mas malaking kapasidad. Ang cathode ng baterya ay hindi pilak o mercury oxide, tulad ng sa iba pang mga baterya, ngunit oxygen na nakuha mula sa hangin. Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng cathode at anode ay nangyayari nang pantay-pantay sa buong buhay ng pagpapatakbo ng baterya. Ang hearing aid ay hindi kailangang patuloy na muling i-configure at ang volume ay nagbago dahil sa mahinang baterya. Ang powdered zinc ay ginagamit bilang isang anode, na naglalaman ng mas malaking dami kaysa sa anode sa mga baterya ng nakaraang henerasyon - tinitiyak nito ang intensity ng enerhiya nito.

Mapapansin mo ang mahinang baterya sa pamamagitan ng katangiang "sintomas" na ito: ilang minuto pagkatapos buksan ang hearing aid ay biglang tumahimik. Ito ay isang senyales na oras na upang baguhin ang mga baterya.

1. Inirerekomenda na gamitin ang baterya hanggang sa dulo at pagkatapos ay palitan ito kaagad. Hindi ka dapat mag-imbak ng mga ginamit na baterya.
2. Dapat piliin ang mga baterya ayon sa sukat na tinukoy sa paglalarawan ng hearing aid.
3. Ilayo ang mga baterya sa mga metal na bagay! Pinipilit ng metal ang pagsasara ng contact, at ito ay hahantong sa pinsala sa produkto.
4. Maipapayo na magdala ng ekstrang baterya sa iyo, na inilagay sa isang espesyal na proteksiyon na bag.
5. Kapag nag-i-install ng baterya, napakahalaga na matukoy kung nasaan ang "plus" na bahagi nito (ito ay mas matambok at may mga butas para sa hangin).
6. Kapag nagpasok ng bagong baterya, maghintay ng ilang minuto pagkatapos mapunit ang proteksiyon na pelikula: ang aktibong sangkap ay dapat na puspos ng oxygen hangga't maaari. Ito ay kinakailangan para sa buong buhay ng baterya. Kung nagmamadali ka, ang anode ay magiging puspos lamang ng oxygen sa ibabaw, at ang baterya ay mauubos nang wala sa panahon.
7. Kapag hindi mo ginagamit ang iyong hearing aid, dapat itong patayin at alisin ang mga baterya.

8. Ang mga baterya ay dapat na nakaimbak sa mga espesyal na paltos, sa temperatura ng silid at hindi maaabot ng mga bata.

Ang mga teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya ng electrochemical ay mabilis na sumusulong. Ang kumpanya ng NantEnergy ay nag-aalok ng isang badyet na zinc-air energy storage battery.

Ang NantEnergy, na pinamumunuan ng bilyonaryo ng California na si Patrick Soon-Shiong, ay nagpakilala ng Zinc-Air Battery na mas mura kaysa sa mga katapat nitong lithium-ion.

Zinc-air energy accumulator

Ang baterya, "pinoprotektahan ng daan-daang mga patent," ay inilaan para sa paggamit sa mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya sa industriya ng utility. Ayon sa NantEnergy, ang gastos nito ay mas mababa sa isang daang dolyar kada kilowatt-hour.

Ang disenyo ng zinc-air na baterya ay simple. Kapag nagcha-charge, pinapalitan ng kuryente ang zinc oxide sa zinc at oxygen. Sa panahon ng discharge phase sa cell, ang zinc ay na-oxidized ng hangin. Ang isang baterya, na nakapaloob sa isang plastic case, ay hindi mas malaki kaysa sa isang portpolyo.

Ang zinc ay hindi isang bihirang metal, at ang mga hadlang sa mapagkukunan na tinalakay kaugnay ng mga baterya ng lithium-ion ay hindi nakakaapekto sa mga baterya ng zinc-air. Bilang karagdagan, ang huli ay naglalaman ng halos walang mga elemento na nakakapinsala sa kapaligiran, at ang zinc ay napakadaling i-recycle para sa pangalawang paggamit.

Mahalagang tandaan na ang NantEnergy device ay hindi isang prototype, ngunit isang production model na nasubok sa nakalipas na anim na taon "sa libu-libong iba't ibang lokasyon." Ang mga bateryang ito ay nagbigay ng kuryente sa “mahigit 200,000 katao sa Asia at Africa at ginamit sa mahigit 1,000 cell phone tower sa buong mundo.”

Ang ganitong mababang gastos na sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ay gagawing posible na "ibahin ang elektrikal na grid sa isang 24/7, 100% carbon-free na sistema," ibig sabihin, ganap na nakabatay sa renewable energy sources.

Ang mga baterya ng zinc-air ay hindi bago; naimbento ang mga ito noong ika-19 na siglo at malawakang ginagamit mula noong 30s ng huling siglo. Ang mga pangunahing lugar ng paggamit ng mga pinagmumulan ng kuryente na ito ay mga hearing aid, portable radio, photographic equipment... Isang partikular na problemang pang-agham at teknikal na dulot ng mga kemikal na katangian ng zinc ay ang paglikha ng mga rechargeable na baterya. Tila, ang problemang ito ay higit na nalampasan. Nakamit ng NantEnergy na maaaring ulitin ng baterya ang cycle ng charge at discharge nang higit sa 1000 beses nang walang degradasyon.

Kabilang sa iba pang mga parameter na ipinahiwatig ng kumpanya: 72 oras ng awtonomiya at isang 20-taong buhay ng serbisyo ng system.

Siyempre, may mga katanungan tungkol sa bilang ng mga cycle at iba pang mga katangian na kailangang linawin. Gayunpaman, naniniwala ang ilang eksperto sa pag-iimbak ng enerhiya sa teknolohiya. Sa isang survey ng GTM na isinagawa noong nakaraang Disyembre, itinuro ng walong porsyento ng mga respondent ang mga baterya ng zinc bilang isang teknolohiya na maaaring palitan ang lithium-ion sa mga sistema ng imbakan ng enerhiya.

Mas maaga, ang pinuno ng Tesla, Elon Musk, ay nag-ulat na ang halaga ng mga cell ng lithium-ion (mga cell) na ginawa ng kanyang kumpanya ay maaaring mahulog sa ibaba $100/kWh sa taong ito.

Madalas nating marinig na ang pagkalat ng variable renewable energy sources, solar at wind energy, ay diumano'y bumabagal (magbabagal) dahil sa kakulangan ng murang mga teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya.

Ito, siyempre, ay hindi ang kaso, dahil ang mga aparato sa pag-iimbak ng enerhiya ay isa lamang sa mga tool para sa pagtaas ng liksi (kakayahang umangkop) ng sistema ng kuryente, ngunit hindi ang tanging tool. Bilang karagdagan, tulad ng nakikita natin, ang mga teknolohiya ng pag-iimbak ng enerhiya ng electrochemical ay mabilis na umuunlad. inilathala

Kung mayroon kang anumang mga katanungan sa paksang ito, tanungin sila sa mga eksperto at mambabasa ng aming proyekto.

Manganese-zinc element. (1) metal cap, (2) graphite electrode (“+”), (3) zinc cup (“”), (4) manganese oxide, (5) electrolyte, (6) metal contact. Manganese-zinc element, ... ... Wikipedia

RC 53M (1989) Mercury-zinc cell (“RC type”) galvanic cell kung saan ang zinc ay ang anode ... Wikipedia

Ang Oxyride Battery Oxyride™ na mga baterya ay isang brand name para sa mga disposable (non-rechargeable) na baterya na binuo ng Panasonic. Partikular na idinisenyo ang mga ito para sa mga device na may mataas na pagkonsumo ng kuryente... Wikipedia

Ang normal na elemento ng Weston, ang mercury-cadmium na elemento, ay isang galvanic na elemento, ang emf na kung saan ay napaka-stable sa paglipas ng panahon at maaaring kopyahin mula sa pagkakataon hanggang sa pagkakataon. Ginamit bilang reference na pinagmumulan ng boltahe (VR) o pamantayan ng boltahe... ... Wikipedia

Ang SC 25 Silver-zinc na baterya ay isang pangalawang mapagkukunan ng kasalukuyang kemikal, isang baterya kung saan ang anode ay silver oxide, sa anyo ng isang pinindot na pulbos, ang katod ay isang halo ... Wikipedia

Mga maliliit na baterya ng iba't ibang laki Ang isang maliit na baterya, isang baterya na kasing laki ng isang pindutan, ay unang malawak na ginamit sa mga elektronikong relo, samakatuwid ito ay tinatawag ding ... Wikipedia

Ang Mercury-zinc cell ("RC type") ay isang galvanic cell kung saan ang anode ay zinc, ang cathode ay mercury oxide, at ang electrolyte ay isang solusyon ng potassium hydroxide. Mga kalamangan: pare-pareho ang boltahe at malaking intensity ng enerhiya at density ng enerhiya. Mga disadvantages: ... ... Wikipedia

Isang manganese-zinc galvanic cell kung saan ginagamit ang manganese dioxide bilang cathode, powdered zinc bilang anode, at isang alkali solution, kadalasang potassium hydroxide, bilang electrolyte. Mga Nilalaman 1 Kasaysayan ng imbensyon ... Wikipedia

Ang nickel-zinc battery ay isang kemikal na pinagmumulan ng kasalukuyang kung saan ang zinc ay ang anode, potassium hydroxide na may karagdagan ng lithium hydroxide ang electrolyte, at ang nickel oxide ay ang cathode. Kadalasang pinaikling NiZn. Mga Bentahe: ... ... Wikipedia

Nangangako ang bagong produkto na malampasan ang mga baterya ng lithium-ion sa intensity ng enerhiya ng tatlong beses at sa parehong oras ay nagkakahalaga ng kalahati ng magkano.

Tandaan na ngayon ang mga baterya ng zinc-air ay ginawa lamang sa anyo ng mga disposable cell o "rechargeable" nang manu-mano, iyon ay, sa pamamagitan ng pagpapalit ng kartutso. Sa pamamagitan ng paraan, ang ganitong uri ng baterya ay mas ligtas kaysa sa mga baterya ng lithium-ion, dahil hindi ito naglalaman ng mga pabagu-bagong sangkap at, nang naaayon, ay hindi maaaring mag-apoy.

Ang pangunahing balakid sa paglikha ng mga rechargeable na opsyon - iyon ay, ang mga baterya - ay ang mabilis na pagkasira ng device: ang electrolyte ay na-deactivate, ang mga reaksyon ng oxidation-reduction ay bumagal at ganap na huminto pagkatapos lamang ng ilang mga recharge cycle.

Upang maunawaan kung bakit ito nangyayari, kailangan muna nating ilarawan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga zinc air cells. Ang baterya ay binubuo ng air at zinc electrodes at electrolyte. Sa panahon ng paglabas, ang hangin na nagmumula sa labas, sa tulong ng mga catalyst, ay bumubuo ng mga hydroxyl ions (OH -) sa may tubig na electrolyte solution.

Na-oxidize nila ang zinc electrode. Sa panahon ng reaksyong ito, ang mga electron ay pinakawalan, na bumubuo ng isang kasalukuyang. Kapag nagcha-charge ng baterya, ang proseso ay napupunta sa kabaligtaran na direksyon: ang oxygen ay ginawa sa air electrode.

Noong nakaraan, sa panahon ng pagpapatakbo ng isang rechargeable na baterya, ang aqueous electrolyte solution ay kadalasang natutuyo lamang o masyadong malalim na tumagos sa mga pores ng air electrode. Bilang karagdagan, ang idineposito na zinc ay ibinahagi nang hindi pantay, na bumubuo ng isang branched na istraktura, na naging sanhi ng mga maikling circuit na mangyari sa pagitan ng mga electrodes.

Ang bagong produkto ay libre sa mga pagkukulang na ito. Ang mga espesyal na gelling at astringent additives ay kumokontrol sa kahalumigmigan at hugis ng zinc electrode. Bilang karagdagan, ang mga siyentipiko ay nagmungkahi ng mga bagong catalyst, na makabuluhang napabuti ang pagganap ng mga elemento.

Sa ngayon, ang pinakamahusay na pagganap ng mga prototype ay hindi lalampas sa daan-daang mga recharge cycle (larawan ni ReVolt).

Naniniwala ang ReVolt chief executive na si James McDougall na ang mga unang produkto, hindi tulad ng mga kasalukuyang prototype, ay magre-recharge ng hanggang 200 beses, at malapit nang maabot ang 300-500 cycle. Ang tagapagpahiwatig na ito ay magbibigay-daan sa elemento na magamit, halimbawa, sa mga cell phone o laptop.

Isang prototype ng bagong baterya ang ginawa ng Norwegian research foundation na SINTEF, at ang ReVolt ay nagko-komersyal ng produkto (ilustrasyon ni ReVolt).

Gumagawa din ang ReVolt ng mga baterya ng zinc-air para sa mga de-kuryenteng sasakyan. Ang mga naturang produkto ay kahawig ng mga fuel cell. Ang zinc suspension sa kanila ay gumaganap ng papel ng isang likidong elektrod, habang ang air electrode ay binubuo ng isang sistema ng mga tubo.

Ang kuryente ay nabuo sa pamamagitan ng pagbomba ng suspensyon sa pamamagitan ng mga tubo. Ang nagreresultang zinc oxide ay itatabi sa isa pang kompartimento. Kapag na-recharge, nagpapatuloy ito sa parehong landas, at ang oksido ay babalik sa zinc.

Ang ganitong mga baterya ay maaaring makagawa ng mas maraming kuryente, dahil ang dami ng likidong elektrod ay maaaring mas malaki kaysa sa dami ng air electrode. Naniniwala si McDougall na ang ganitong uri ng cell ay makakapag-recharge sa pagitan ng dalawa at sampung libong beses.