छोटे ब्रेकआउट के साथ जिंक कोशिकाएं। उच्च ऊर्जा घनत्व और हजारों कर्तव्य चक्र
ऊर्जा भंडारण में लिथियम-आयन बैटरी पूर्ण मानक और बेंचमार्क हैं। लेकिन शोधकर्ता लगातार ऐसे तत्वों की तलाश कर रहे हैं जो बहुत कम निर्माण लागत पर कम से कम समान प्रदर्शन प्रदान करते हैं। होनहार तत्वों में से एक जस्ता (Zn) है।
Zn-x बैटरियां बहुत सस्ती हैं और होंगी। उन्हें बस भुगतान करना होगा
दुनिया भर में जिंक जमा बिखरे हुए हैं, हम उन्हें पोलैंड में भी पा सकते हैं - एक समाज के रूप में हमने 2020 (!) सदी से 12,9 साल के अंत तक उनका शोषण किया। जिंक एक सस्ती धातु है और लिथियम की तुलना में प्राप्त करना आसान है क्योंकि यह उद्योग में उपयोगी है, वैश्विक उत्पादन लाखों टन (2019 में 82 मिलियन) के बजाय लाखों टन (2020 में XNUMX हजार) माना जाता है। पत्र में जगह। इसके अलावा, XNUMX वीं शताब्दी से जस्ता कोशिकाओं का आधार रहा है और अभी भी डिस्पोजेबल कोशिकाओं (उदाहरण के लिए, जस्ता ऑक्साइड और मैंगनीज पर आधारित क्षारीय कोशिकाओं) में उपयोग किया जाता है।
चुनौती यह है कि नियोजित क्षमता को बनाए रखते हुए जिंक कोशिकाओं को कम से कम कुछ सौ चक्रों तक चलाना है।... जिंक एनोड के साथ बैटरी चार्ज करने की प्रक्रिया इलेक्ट्रोड पर धातु के परमाणुओं के अनियमित जमाव का कारण बनती है, जिसे हम डेंड्राइट वृद्धि के रूप में जानते हैं। डेंड्राइट तब तक बढ़ते हैं जब तक वे विभाजकों से टूट नहीं जाते, दूसरे इलेक्ट्रोड तक नहीं पहुंच जाते, शॉर्ट सर्किट का कारण बनते हैं, और कोशिका के मरने का कारण बनते हैं।
मई 2021 में, एक वैज्ञानिक पत्र प्रकाशित किया गया था जिसमें फ्लोरीन लवण से समृद्ध इलेक्ट्रोलाइट वाले सेल के व्यवहार का वर्णन किया गया था। जिंक फ्लोराइड बनाने के लिए लवण एनोड सतह पर जिंक के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। जंक्शन परत आयनों के लिए पारगम्य थी, लेकिन डेंड्राइट्स को अवरुद्ध कर दिया।... हालांकि, इस तरह से संरक्षित तत्व वास्तव में चार्ज वापस नहीं करना चाहता था (इसमें एक उच्च आंतरिक प्रतिरोध, एक स्रोत था)।
इसकी प्रतिक्रियाशीलता बढ़ाने का एक संभावित तरीका तांबा, फास्फोरस और सल्फर पर आधारित जिंक सेल कैथोड को समर्पित एक अन्य शोध कार्य में वर्णित है। प्रभाव? जबकि मानक जिंक सेल 0,075 kWh / kg तक की ऊर्जा घनत्व प्रदान करता है, नए कैथोड के साथ नवीनतम जिंक-एयर सेल वादा 0,46 kWh / kg... पिछले Zn-air कोशिकाओं के विपरीत, जो आमतौर पर डिस्पोजेबल थे, उन्हें रहना चाहिए हजारों कामकाजी चक्र, यानी औद्योगिक उपयोग के लिए उपयुक्त (स्रोत)।
यदि सभी खोजों को संयुक्त, मान्य और उत्पादन में वृद्धि की जा सकती है, तो जस्ता कोशिकाएं भविष्य में सस्ते ऊर्जा भंडारण का आधार बन सकती हैं।
ओपनिंग फोटो: पुन: प्रयोज्य जिंक बैटरी ("क्षारीय बैटरी")। निर्वहन की गहराई के आधार पर, यह कई से कई सौ ऑपरेटिंग चक्रों का सामना कर सकता है (सी) लुकास ए सीजेडई
www.elektrowoz.pl के संपादकों से नोट: अंग्रेजी भाषा के साहित्य में, जस्ता वायु कोशिकाओं को ईंधन सेल कहा जाता है क्योंकि वे हवा से ऑक्सीजन लेते हैं। हमारे दृष्टिकोण से, यह वास्तव में कोई फर्क नहीं पड़ता कि क्या प्रक्रिया प्रतिवर्ती है, यानी कोशिकाओं को कई बार चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है।
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