luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Category:

Ученые нашли способ избавиться от дендритов в цинковых батареях



Параллельно с развитием возобновляемой энергетики растет потребность в масштабных хранилищах электроэнергии. Для перехода на углеродно-нейтральную экономику, о котором заявили лидеры промышленно развитых стран, необходимо найти способ запасать электричество, полученное от солнечных или ветровых станций, в течение нескольких часов или дней, а затем отдавать обратно в сеть. Литий-ионные батареи слишком дорогие и не слишком долговечные для этого. В отличие от цинковых.

Цинк — нетоксичный, дешевый и распространенный металл. Цинковые батарейки имеют хождение десятки лет. Не так давно появились и цинковые аккумуляторы, но у них ограниченная емкость. Кроме того, развивается технология проточных цинковых батарей. Но она требует более сложных клапанов, насосов и цистерн. Поэтому ученые работают над третьим вариантом — цинк-воздушными батареями.

В них электролит на водной основе с каплей гидроксида калия или другого щелочного материала отделяет цинковый анод и катод из какого-нибудь другого проводящего вещества, чаще всего, пористого углерода. В ходе разряда кислород в воздухе вступает в реакцию с водой у катода, образуя ионы гидроксида, которые мигрируют к аноду, где вступают в реакцию с цинком, чтобы в конце концов создать оксид цинка. Эта реакция выделяет электроны, текущие от анода к катоду через внешнюю цепь. При зарядке аккумулятора направление потока меняется.

Однако в обратном направлении цинковые батареи работают хуже, пишет Science. Неравномерности на поверхности анода повышают интенсивность электрического поля в определенных точках, что приводит к отложениям цинка. Цикл повторяется, и начинают формироваться дендриты, которые, в итоге, вызывают короткое замыкание. Вода в электролите тоже может вызывать проблемы, расщепляясь на кислород и водород, что может привести к взрыву элемента питания.

Специалисты из Университета Мэриленда (США) нашли способ избавиться от угрозы дендритов в цинковых батареях, добавив в электролит фтористые соли. В ходе реакции вокруг анода образовался твердый барьер из цинка и фтора. Он не мешал проходить ионам во время заряда и разряда, но не давал дендритам расти и отталкивал молекулы воды, мешая им приблизиться к аноду.

Разработчики отметили и недостатки конструкции — их цинковая батарея медленно разряжается. Для того чтобы это исправить, ученые хотят добавить в катод катализатор, который ускорит реакцию между кислородом и водой.

Tags: батарея
Subscribe

Posts from This Journal “батарея” Tag

promo luckyea77 декабрь 30, 15:00 8
Buy for 10 tokens
По этой ссылке можно скачать информационную базу для программы "1С:Предприятие". С помощью данной базы можно готовиться и сдавать экзамены по темам: - Электробезопасность - Основы промышленной безопасности А.1 - Специальные требования промышленной безопасности: Б 9.31. Эксплуатация опасных…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 3 comments