Що таке цинкові акумулятори?

Цинкові акумулятори сьогодні вважаються перспективною альтернативою традиційній літій-іонній технології, пропонуючи ширший діапазон робочих температур, довший термін служби та нижчу вартість за кіловат-годину.

Історія виникнення цинкових батарей

За даними UPS Battery Center, у 1866 році французький вчений Жорж Лекланше винайшов батарею, що складалася з цинкового анода з катодом з діоксиду марганцю, загорнутим у пористий матеріал. У цьому елементі як електроліт використовувався розчин хлориду амонію. Завдяки додаванню вуглецю до катода з діоксиду марганцю ця батарея забезпечувала швидше поглинання та триваліший термін зберігання.

Лекланше вдосконалив цю батарею, замінивши рідкий електроліт на пастоподібний, що призвело до створення першої батареї сухого типу, яку можна було використовувати в різних положеннях та транспортувати без розливання.

Як працюють цинкові батареї?

Існує два основних типи цинкових акумуляторів: цинк-повітряні та цинк-іонні. Обидва використовують природні властивості цинку — високу щільність енергії, поширеність та нетоксичність — для вироблення енергії.

Цинково-повітряні батареї виробляють електроенергію завдяки реакції між цинком і киснем з повітря. Коли акумулятор розряджається, цинк на аноді окислюється, вивільняючи електрони. Кисень з повітря реагує з водою та електронами на катоді, утворюючи гідроксид-іони, які проходять через електроліт, замикаючи коло, виробляючи електрику.

Цинк-іонні акумулятори працюють аналогічно літій-іонним, але замість іонів літію використовують іони цинку (Zn²⁺).

В чому переваги цинкових батарей?

Цинкові акумулятори вважаються перспективною технологією за низкою причин:

• гнучкість та тривалий термін служби;
• висока питома енергія та потужність;
• широкий робочий температурний діапазон;
• мінімальне обслуговування;
• доступність та нетоксичність матеріалів;
• низький ризик пожежі;
• можливість переробки після закінчення терміну служби.

Де використовуються цинкові батареї?

Цинкові акумулятори сьогодні застосовуються в різних промислових секторах, пропонуючи економічно ефективну альтернативу літій-іонним акумуляторам, зокрема в сфері автотранспорту та для накопичення енергії в масштабах мережі.

Цинкові батареї проти літій-іонних: що краще?

Літій-іонні акумулятори добре підходять для щоденного циклу заряджання/розрядки, але цинкові акумулятори можуть виконувати обидві функції, забезпечуючи економічну ефективність та тривалість заряджання від 3 до 72 годин.

Чи можуть цинкові акумулятори замінити літій-іонні?

Попри численні переваги, цинкові батареї мають суттєві проблеми, такі як утворення дендритів, що може пошкоджувати акумулятор. Для реалізації потенціалу цинкових акумуляторів необхідні постійні дослідження та удосконалення.

Нагадаємо, дослідники з Індійського інституту науки (IISc) створили інноваційний цинково-повітряний акумулятор, який виробляє перекис водню недорогим і екологічно чистим способом.