Вскоре на рынке появится новый тип перезаряжаемых воздушно-цинковых
батарей, которые смогут заменить литий-ионные в мобильных телефонах,
ноутбуках и других устройствах. Инновационные аккумуляторы имеют втрое
большую ёмкость и вдвое дешевле. Швейцарская компания ReVolt
планирует выпустить батареи в следующем году, первоначально для
слуховых аппаратов, а позже и для телефонов. Сегмент электромобилей
также не забыт. Технология разработана крупнейшей независимой
исследовательской организацией в скандинавском регионе SINTEF Group из Трондейма, Норвегия.
Воздушно-цинковые батареи нуждаются в кислороде для генерирования
электричества. Они безопаснее, чем литий-ионные, потому как не содержат
летучих соединений и не склонны к возгоранию. Однозарядные элементы
питания на основе данной технологии уже некоторое время доступны на
рынке, но перезаряжаемая версия более сложна в разработке. Конструкция
аккумуляторов включает "воздушный" электрод, электролит и цинковый
электрод, которые заключены в корпус, пропускающий воздух. Во время
расходования заряда первый электрод с помощью катализаторов производит
ионы гидроксильной группы в растворе электролита. Эти частицы окисляют
цинковый электрод, вследствие чего высвобождаются электроны. Во время
подзарядки процесс проходит в обратном направлении с появлением
кислорода на воздушном электроде.
В предыдущих перезаряжаемых батареях данного типа, о
перспективах которых заговорили ещё в 1980-х годах, электролит
становился дезактивированным и реакции окисления сначала замедлялись, а
затем вовсе прекращались после нескольких рабочих циклов.
Неработоспособность также вызывалась испарением основанного на воде
электролита или его поглощением порами, а если цинк во время
перезарядки осаждался неравномерно, это могло привести к короткому
замыканию. В новой разработке используются загустители и связующие
агенты, контролирующие форму цинкового электрода и влажность внутри
аккумулятора. Протестированные новые катализаторы увеличили выход
кислорода в ходе циклов перезарядки. Прототипы инновационных элементов
питания выдержали более 100 циклов. Главный исполнительный директор
ReVolt Джеймс МакДугалл (James McDougall) подчёркивает, что компания
нацелена на увеличение показателя до 300-500 перезарядок, что сделает
батареи пригодными для мобильных телефонов и электромотоциклов.
Как уже отмечалось, в планы компании входит создание
воздушно-цинковых аккумуляторов для электромобилей. Этот вариант схож с
топливными ячейками с раствором цинка, формирующим электрод, и серией
трубок для воздушного электрода. Энергия вырабатывается прокачиванием
жидкости через трубки, где она окисляется и высвобождает электроны.
Оксид цинка хранится в отдельном отсеке и возвращается обратно при
перезарядке. Во время этого процесса выделяется кислород, и цинк
обретает первоначальную форму. Поскольку объём раствора может быть
больше воздушного электрода, плотность энергии возрастает, а
следовательно генерируется больше электричества. МакДугалл ожидает в
случае этих батарей до 10000 циклов. Путём замены потерявших свои
свойства элементов источники питания можно восстанавливать.
|