r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Akumulatory cynkowo-powietrzne: będzie taniej, wydajniej i bezpieczniej niż z Li-Ion

Strona główna AktualnościSPRZĘT

Akumulatory litowo-jonowe znaleźć można dziś niemal wszędzie – zasilają i telefony, i samochody elektryczne. Niemal całkowicie wyparły akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe, przede wszystkim ze względu na ich lekkość, ponad dwukrotnie wyższą gęstość energii, brak dokuczliwego efektu pamięci, oraz szybkość ładowania. Oczywiście akumulatory te nie są bez wad. Sole litu, wykorzystywane w nich jako elektrolit, kosztują niemało, produkcja jest nieobojętna dla środowiska, wiąże się z nimi też ryzyko pożaru. Konkurencyjne technologie miały jednak jeszcze więcej problemów, więc dominacja akumulatorów Li-Ion wydawała się niczym niezagrożona. Aż do dzisiaj – chemicy z firmy, która od kilku lat pracuje nad technologią akumulatorów cynkowo-powietrznych poinformowali o zbudowaniu prototypu, który może wszystko to zmienić.

W akumulatorach cynkowo-powietrznych wykorzystuje się zestaw wymiennych anod cynkowych oraz membranę z węgla aktywnego, służącą jako przegroda między elektrolitem a powietrzem atmosferycznym. Katodą w procesie rozładowania jest tlen absorbowany na membranie w kontakcie ze środowiskiem elektrolitu. W teorii akumulatory takie mają wiele przewag nad akumulatorami Li-Ion: są lżejsze, nawet dwukrotnie pojemniejsze (będący jednym z reagentów tlen jest przecież dostępny w atmosferze) i nawet trzykrotnie tańsze w produkcji, a przy tym neutralne dla środowiska i całkowicie bezpieczne – tlenek cynku, do którego redukują się zużyte ogniwa, jest przecież często wykorzystywany w kosmetyce i dermatologii, jako składnik przyspieszający gojenie się ran.

Praktyczne wykorzystanie akumulatorów cynkowo-powietrznych było jednak trudne – alkaliczny elektrolit nie mógł tracić wody, mimo że był poddany działaniu powietrza, ani też wchodzić w reakcje z zanieczyszczeniami powietrza, sama elektroda cynkowa musiała być chroniona przed procesami utleniania i zdolna do zniesienia wielu cykli przekształceń, zaś od katalizatora wymagano, by w stabilny sposób przekształcał tlen w jon wodorotlenowy podczas rozładowywania.

Prototyp nowego akumulatora, stworzony przez chemików z firmy ZAF Energy Systems, ma rozwiązywać te wszystkie problemy, dzięki wysoce wydajnej dwustronnej powietrznej katodzie oraz specjalnemu polimerowi, który zastępuje typowe płynne elektrolity i ogranicza ilość przedostającego się tlenu z atmosfery, jednocześnie pozwalając na swobodny przepływ jonów. W prototypie zastosowano też specjalne autorskie ukształtowanie anody, chroniące przed powstawaniem siatki pęknięć w ośrodku podczas ładowania akumulatora. To wszystko jednak blednie przy niezwykle wysokiej gęstości energetycznej prototypu ZAF, rzędu 400 Wh/kg (ponad dwukrotnie większej od dotychczasowych gęstości tego typu baterii).

Takie akumulatory charakteryzować się mają też długim cyklem życia – prototyp po przejściu 500 cykli ładowania i rozładowania wciąż był sprawny. Warto przy tym pamiętać, że urządzenia zasilane takimi akumulatorami będą ładowane znacznie rzadziej: tak jak dzisiaj akumulatory telefonów ładujemy niemal codziennie, to w zdominowanej przez technologię cynkowo-powietrzną przyszłości będziemy robić to raz na tydzień.

Jednak to nie telefony mają być głównym zastosowaniem tej technologii. Wynalazców interesują przede wszystkim elektryczne auta. Jeśli zbudujemy elektryczny pojazd, zdolny przejechać na swojej baterii 500 mil, a baterię tę będzie można ładować 500 razy, to uzyskamy 250 tysięcy mil przed konieczności wymiany baterii – mówi Ron Brost, dyrektor techniczny w ZAF Energy Systems.

Społeczność naukowa jest pozytywnie nastawiona do tych rewelacji. Thomas Zawodzinski, elektrochemik z University of Tennessee, od lat zajmujący się akumulatorami, określił prototyp jako coś co już działa, a teraz chodzi już tylko o stopniowe ulepszanie wykorzystanych materiałów. Po testach w swoim laboratorium potwierdził też deklarowane przez ZAF poziomy gęstości energii i liczbę możliwych cykli ładowania.

Teraz pozostaje jedynie kwestia komercjalizacji tego wynalazku, chronionego czterema patentami. ZAF samo nie jest w stanie produkować akumulatorów, to niewielka firma, zatrudniająca kilkanaście osób. Uzyskaniem licencji na nową technologię cynkowo-powietrznych akumulatorów jest już jednak zainteresowanych kilka dużych firm, a wynalazcy spodziewają się, że pierwsze ich egzemplarze trafią na rynek już w 2014 roku, znajdując wpierw zastosowanie w niewielkich urządzeniach elektronicznych. Większe baterie dla samochodów elektrycznych powinny zaś pojawić się do 2017 roku.

r   e   k   l   a   m   a
© dobreprogramy
r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Komentarze

r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a
Czy wiesz, że używamy cookies (ciasteczek)? Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianach ustawień.
Korzystając ze strony i asystenta pobierania wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.