Добавить в Google+ Добавить в Facebook Группа ВКонтакте Добавить в Twitter RSS подписка
Экологические автомобили
 

Воздушно-цинковые элементы (Zinc-Air) – возможная альтернатива литию

0

6 августа 2011

Электродвигатели-Leo-Motors-на-постели-из-цинковых-гранул

Долгое время область применения воздушно-цинковых элементов питания не выходила за рамки медицины. Высокая емкость и длительный срок службы (в неактивном состоянии) позволили им беспрепятственно занять нишу одноразовых батареек для слуховых аппаратов. Но в последние годы наблюдается большой рост интереса к этой технологии у автопроизводителей. Некоторые считают, что нашлась альтернативу литию. Так ли это?

Воздушно-цинковая батарея для электромобиля может быть устроена следующим образом: в разделенную на отсеки емкость вставлены электроды, на которых адсорбируется и восстанавливается кислород воздуха, а также специальные съемные кассеты, заполненные расходным материалом анода, в данном случае гранулами цинка. Между отрицательными и положительными электродами прокладывается сепаратор. В качестве электролита может использоваться водный раствор гидроксида калия, либо раствор хлорида цинка.

Поступающий извне воздух с помощью катализаторов образует в водном растворе электролита гидроксильные ионы, которые окисляют цинковый электрод. В ходе данной реакции высвобождаются электроны, образующие электрический ток.

Преимущества

Мировые запасы цинка по некоторым оценкам составляют примерно 1.9 гигатонн. Если начать мировое производство металлического цинка сейчас, то уже через пару лет можно будет обеспечить сборку миллиарда воздушно-цинковых аккумуляторов емкостью 10 кВт*ч каждый. К примеру, для создания такого же количества литий-ионных батарей при нынешних условиях добычи лития потребуется более 180 лет. Доступность цинка позволит еще и снизить цену на аккумуляторные батареи.

Очень важно и то, что воздушно-цинковые элементы, имея прозрачную схему рециклирования отработанного цинка, являются экологически чистыми изделиями. Используемые здесь материалы не отравляют окружающую среду и могут быть отработанны вторично. Продукт реакции воздушно-цинковых элементов питания (оксид цинка) также абсолютно безопасен для человека и его среды обитания. Не зря оксид цинка применяется в качестве основного компонента для детской присыпки.

Главным же преимуществом, благодаря которому электромобилестроители смотрят на эту технологию с надеждой, является высокая плотность энергии (в 2-3 раза выше, чем у li-ion). Уже сейчас энергоемкость Zinc-Air достигает 450 Вт*ч/кг, но теоретическая плотность может составлять 1350 Вт*ч/кг!

Недостатки

Раз мы не ездим на электромобилях с воздушно-цинковыми батареями, значит, есть и недостатки. Во-первых, такие элементы сложно сделать перезаряжаемыми с достаточным количеством циклов разряда/заряда. В ходе работы воздушно-цинковой батареи электролит попросту высыхает, либо проникает слишком глубоко в поры воздушного электрода. А поскольку осаждающийся цинк распределяется неравномерно, образуя разветвленную структуру, между электродами нередко происходят короткие замыкания.

Ученые пытаются найти выход. Американская компания ZAI решила эту проблему простой заменой электролита и добавлением свежих картриджей с цинком. Естественно, для этого потребуется развитая инфраструктура заправочных станций, на которых будет происходить смена окисленного активного материала в анодной кассете на свежий цинк.

И хотя экономическая составляющая проекта пока не проработана, производители утверждают, что стоимость такой «зарядки» будет существенно ниже заправки машины с ДВС. Кроме того, процесс смены активного материала потребует не более 10 минут. Даже сверхбыстрые аккумуляторы SCiB за это же время смогут восполнить только 50% своего потенциала. В прошлом году корейская компания Leo Motors уже продемонстрировала воздушно-цинковые батареи ZAI на своем электрическом грузовике.

Работает над усовершенствованием Zinc-Air батареи и технологическая фирма из Швейцарии ReVolt. Она предложила специальные гелеобразующие и вяжущие добавки, контролирующие влажность и форму цинкового электрода, а также новые катализаторы, которые существенно улучшают работу элементов.

Все же инженерам обеих компаний так и не удалось преодолеть рубеж в 200 циклов разряда/заряда Zinc-Air. Поэтому говорить о воздушно-цинковых элементах, как об электромобильных батареях, пока рано.

Рекомендуем также статью о литий-воздушном аккумуляторе.

Новости по теме

Воздушно-цинковые элементы (Zinc-Air) – возможная альтернатива литию

Алюминий-воздушная батарея позволит увеличить запас хода электромобиля до 1600 км

Любители электромобилей давно мечтают об аккумуляторах, которые позволят их четырехколесным друзьям преодолевать более полутора тысяч...

подробнее

 
Воздушно-цинковые элементы (Zinc-Air) – возможная альтернатива литию

Морские водоросли помогут сделать аккумуляторы намного эффективнее и экологичнее

Многие специалисты уже называют открытие Игоря Лузинова и Глеба Юшина прорывом века. Американские ученые русского происхождения обнаружили...

подробнее

 
Воздушно-цинковые элементы (Zinc-Air) – возможная альтернатива литию

Электромобили Mitsubishi будут работать на аккумуляторах со сверхбыстрой зарядкой SCiB от Toshiba

Ровно год назад Mitsubishi и Toshiba объявили о старте совместного проекта по созданию автомобильных аккумуляторов, время зарядки которых...

подробнее

 
Воздушно-цинковые элементы (Zinc-Air) – возможная альтернатива литию

Литий-воздушный аккумулятор (LiO2) – ключ к массовой электрификации?

Представим на минуту, что электромобиль полностью займет место топливной машины. Какой источник тока он будет использовать? Литий-ионную...

подробнее

 
Воздушно-цинковые элементы (Zinc-Air) – возможная альтернатива литию

Компанию A123 Systems вернули к жизни

Преодолев множество финансовых трудностей, а также пройдя через процедуру банкротства, производитель литий-ионных аккумуляторов A123...

подробнее

 
Воздушно-цинковые элементы (Zinc-Air) – возможная альтернатива литию

PolyZion – проект разработки аккумулятора нового поколения

Поиск легкой, дешевой и экологически безопасной аккумуляторной батареи продолжается. Ученые, принимающие участие в исследовательском в...

подробнее

 

Добавить комментарий

co2 neutral with kaufDA.de - local offers and coupons