Baterie cynkowe. Ogniwa powietrzno-cynkowe (Zinc-Air) są możliwą alternatywą dla litu. Stylowy wygląd

    Pierwiastek manganowo-cynkowy. (1) nasadka metalowa, (2) elektroda grafitowa („+”), (3) kielich cynkowy („ ”), (4) tlenek manganu, (5) elektrolit, (6) styk metalowy. Pierwiastek manganowo-cynkowy, ... ... Wikipedia

    RC 53M (1989) Ogniwo rtęciowo-cynkowe ("typ RC") to ogniwo galwaniczne, w którym cynk jest anodą ... Wikipedia

    Oxyride Battery Baterie Oxyride™ to marka baterii jednorazowych (nieładowalnych) opracowana przez firmę Panasonic. Są zaprojektowane specjalnie dla urządzeń o dużym poborze mocy... Wikipedia

    Normalne ogniwo Westona, ogniwo rtęciowo-kadmowe, jest ogniwem galwanicznym, którego pole elektromagnetyczne jest bardzo stabilne w czasie i powtarzalne od przypadku do przypadku. Jest używany jako źródło napięcia odniesienia (ION) lub standard napięcia ... ... Wikipedia

    STs 25 Bateria srebrno-cynkowa to wtórne źródło prądu chemicznego, bateria, w której anodą jest tlenek srebra, w postaci skompresowanego proszku, katoda jest mieszaniną... Wikipedia

    Miniaturowe baterie o różnych rozmiarach Miniaturowa bateria, bateria guzikowa, była po raz pierwszy szeroko stosowana w elektronicznych zegarkach na rękę, dlatego jest również nazywana ... Wikipedia

    Ogniwo rtęciowo-cynkowe („typ RC”) to ogniwo galwaniczne, w którym anodą jest cynk, katodą jest tlenek rtęci, a elektrolitem jest roztwór wodorotlenku potasu. Zalety: stałe napięcie oraz ogromna energochłonność i gęstość energii. Wady: ... ... Wikipedia

    Ogniwo elektrochemiczne manganowo-cynkowe, które wykorzystuje dwutlenek manganu jako katodę, sproszkowany cynk jako anodę oraz roztwór alkaliczny, zwykle wodorotlenek potasu jako elektrolit. Spis treści 1 Historia wynalazku ... Wikipedia

    Bateria niklowo-cynkowa jest źródłem prądu chemicznego, w którym cynk jest anodą, wodorotlenek potasu z dodatkiem wodorotlenku litu jako elektrolit, a tlenek niklu jako katoda. Często w skrócie NiZn. Zalety: ... ... Wikipedia

Nowość obiecuje trzykrotnie przewyższyć akumulatory litowo-jonowe pod względem zużycia energii i jednocześnie kosztować o połowę mniej.

Należy pamiętać, że obecnie baterie cynkowo-powietrzne są produkowane tylko w postaci jednorazowych ogniw lub „ładowalnych” ręcznie, to znaczy poprzez wymianę wkładu. Nawiasem mówiąc, ten rodzaj baterii jest bezpieczniejszy niż litowo-jonowy, ponieważ nie zawiera substancji lotnych, a zatem nie może się zapalić.

Główną przeszkodą w tworzeniu opcji ładowalnych z sieci - czyli baterii - jest szybka degradacja urządzenia: elektrolit jest dezaktywowany, reakcje utleniania-redukcji spowalniają i zatrzymują się całkowicie już po kilku cyklach ładowania.

Aby zrozumieć, dlaczego tak się dzieje, musimy najpierw opisać zasadę działania elementów powietrzno-cynkowych. Bateria składa się z elektrod powietrznych i cynkowych oraz elektrolitu. Podczas wyładowania powietrze pochodzące z zewnątrz, nie bez pomocy katalizatorów, tworzy jony hydroksylowe (OH -) w wodnym roztworze elektrolitu.

Utleniają elektrodę cynkową. Podczas tej reakcji elektrony są uwalniane, tworząc prąd. Podczas ładowania akumulatora proces przebiega w odwrotnym kierunku: na elektrodzie powietrznej powstaje tlen.

Wcześniej, podczas pracy akumulatora, wodny roztwór elektrolitu często po prostu wysychał lub wnikał zbyt głęboko w pory elektrody powietrznej. Ponadto osadzony cynk był nierównomiernie rozłożony, tworząc rozgałęzioną strukturę, przez co między elektrodami zaczęły pojawiać się zwarcia.

Nowość pozbawiona jest tych niedociągnięć. Specjalne dodatki żelujące i ściągające kontrolują wilgotność i kształt elektrody cynkowej. Ponadto naukowcy zaproponowali nowe katalizatory, które również znacząco poprawiły wydajność pierwiastków.

Jak dotąd najlepsza wydajność prototypów nie przekracza setek cykli doładowań (fot. ReVolt).

Dyrektor generalny ReVolt, James McDougall, uważa, że ​​wczesne produkty, w przeciwieństwie do obecnych prototypów, będą ładowane do 200 razy i wkrótce będą w stanie osiągnąć poziom 300-500 cykli. Ten wskaźnik pozwoli na zastosowanie elementu np. w telefonach komórkowych czy laptopach.


Prototyp nowej baterii został opracowany przez norweską fundację badawczą SINTEF, podczas gdy ReVolt zajmuje się komercjalizacją produktu (ilustracja ReVolt).

ReVolt opracowuje również akumulatory cynkowo-powietrzne do pojazdów elektrycznych. Takie produkty przypominają ogniwa paliwowe. Zawiesina cynkowa pełni w nich rolę elektrody ciekłej, natomiast elektroda powietrzna składa się z układu rurek.

Energia elektryczna jest wytwarzana poprzez pompowanie zawiesiny przez rury. Powstały tlenek cynku jest następnie przechowywany w innym przedziale. Po naładowaniu przechodzi tą samą ścieżką, a tlenek zamienia się z powrotem w cynk.

Takie baterie mogą wytwarzać więcej energii elektrycznej, ponieważ objętość elektrody ciekłej może być znacznie większa niż objętość elektrody powietrznej. McDougall uważa, że ​​tego typu ogniwa można ładować od dwóch do dziesięciu tysięcy razy.

Zakres długoterminowy baterie powietrzno-cynkowe nie wyszedł poza medycynę. Wysoka pojemność i długa żywotność (w stanie nieaktywnym) pozwoliły im z łatwością zająć niszę jednorazowych baterii do aparatów słuchowych. Ale w ostatnich latach nastąpił ogromny wzrost zainteresowania tą technologią ze strony producentów samochodów. Niektórzy uważają, że znaleziono alternatywę dla litu. Czy tak jest?

Akumulator powietrzno-cynkowy do pojazdu elektrycznego można rozmieścić w następujący sposób: elektrody umieszcza się w pojemniku podzielonym na komory, na których następuje adsorpcja i redukcja tlenu z powietrza, a także specjalne wyjmowane kasety wypełnione materiałami anodowymi, w tym przypadku granulkami cynku . Pomiędzy elektrodą ujemną i dodatnią umieszczony jest separator. Jako elektrolit można stosować wodny roztwór wodorotlenku potasu lub roztwór chlorku cynku.

Powietrze dostarczane z zewnątrz za pomocą katalizatorów tworzy w wodnym roztworze elektrolitu jony wodorotlenowe, które utleniają elektrodę cynkową. Podczas tej reakcji uwalniane są elektrony, tworząc prąd elektryczny.

Zalety

Według niektórych szacunków światowe rezerwy cynku wynoszą około 1,9 gigaton. Jeżeli teraz rozpoczniemy światową produkcję cynku metalicznego, to za kilka lat będzie można zmontować miliard baterii powietrzno-cynkowych o pojemności 10 kWh każda. Na przykład w obecnych warunkach wydobycia litu wytworzenie takiej samej ilości zajęłoby ponad 180 lat. Dostępność cynku obniży również cenę baterii.

Bardzo ważne jest również, aby elementy powietrzno-cynkowe, posiadające przejrzysty schemat recyklingu zużytego cynku, były produktami przyjaznymi dla środowiska. Zastosowane tutaj materiały nie zatruwają środowiska i można je poddać recyklingowi. Produkt reakcji baterii powietrzno-cynkowych (tlenek cynku) jest również całkowicie bezpieczny dla ludzi i ich środowiska. Nic dziwnego, że głównym składnikiem zasypki dla niemowląt jest tlenek cynku.

Główną zaletą, dzięki której budowniczowie pojazdów elektrycznych z nadzieją patrzą na tę technologię, jest wysoka gęstość energii (2-3 razy większa niż w przypadku akumulatorów litowo-jonowych). Już teraz energochłonność Cynku-Powietrza sięga 450 Wh/kg, ale teoretyczna gęstość może wynosić 1350 Wh/kg!

niedogodności

Ponieważ nie jeździmy samochodami elektrycznymi z akumulatorami cynkowo-powietrznymi, mamy wady. Po pierwsze, takie ogniwa są trudne do naładowania przy wystarczającej liczbie cykli rozładowania/ładowania. Podczas pracy akumulatora cynkowo-powietrznego elektrolit po prostu wysycha lub wnika zbyt głęboko w pory elektrody powietrznej. A ponieważ osadzony cynk jest rozłożony nierównomiernie, tworząc rozgałęzioną strukturę, często występują zwarcia między elektrodami.

Naukowcy próbują znaleźć wyjście. Amerykańska firma ZAI rozwiązała ten problem, po prostu zmieniając elektrolit i dodając świeże wkłady cynkowe. Oczywiście będzie to wymagało rozwiniętej infrastruktury stacji paliw, gdzie utleniony materiał aktywny w kasecie anodowej zostanie zastąpiony świeżym cynkiem.

I choć komponent ekonomiczny projektu nie został jeszcze opracowany, producenci twierdzą, że koszt takiego „ładunku” będzie znacznie niższy niż zatankowanie samochodu z silnikiem spalinowym. Ponadto proces zmiany materiału aktywnego zajmie nie więcej niż 10 minut. Nawet ultraszybkie mogą w tym samym czasie uzupełnić tylko 50% swojego potencjału. W zeszłym roku koreańska firma Leo Motors zaprezentowała już akumulatory cynkowo-powietrzne ZAI w swojej elektrycznej ciężarówce.

Praca nad ulepszaniem baterii cynkowo-powietrznych i firmy technologicznej ze Szwajcarii ReVolt. Zaproponowała specjalne dodatki żelujące i wiążące, które kontrolują wilgotność i kształt elektrody cynkowej, a także nowe katalizatory, które znacznie poprawiają wydajność ogniw.

Mimo to inżynierom obu firm nigdy nie udało się pokonać kamienia milowego 200 cykli rozładowania/ładowania cynku-powietrza. Dlatego jest za wcześnie, aby mówić o ogniwach cynkowo-powietrznych jako bateriach elektrycznych.

Podaruj sobie radość codziennej komunikacji

Międzynarodowa firma WIDEX zajmuje się produkcją i sprzedażą aparatów słuchowych od 1956 roku. Nieustannie ulepszamy urządzenia, aby zapewnić naszym klientom optymalną słyszalność i komfort.

WIDEX oferuje aparaty słuchowe w pięciu kategoriach:

  • PREMIA; BIZNES; KOMFORT; BUDŻET; GOSPODARKA.

Nasze atuty

Jeśli masz problemy ze słyszeniem, skontaktuj się z Centrum Słuchu WIDEX - pomożemy Ci rozwiązać problem. Nasi eksperci dobiorą urządzenia najlepiej odpowiadające Twoim indywidualnym potrzebom. Z naszą pomocą odzyskasz zdolność słyszenia całej różnorodności dźwięków.

Stylowy wygląd

Nasza oferta aparatów słuchowych obejmuje pełną gamę aparatów w nowoczesnych kształtach i kolorach: miniaturowe douszne, eleganckie ze słuchawką w uchu, klasyczne zauszne. Urządzenia i akcesoria firmy Widex otrzymały międzynarodowe nagrody za wzornictwo - RED DOT Design, Good Design, IF Design Award

Naturalnie brzmiące urządzenia

Widex sprawia, że ​​dźwięki są rozpoznawalne, zrozumiałe, a hałas nie drażniący dzięki wielu opatentowanym technologiom Widex - formule wzmocnienia Widex, funkcji wzmocnienia mowy, niskiego tłumienia szumów tła, kompresji Inter Ear, szerokiego zakresu wejściowego od 5dB do 113dB, HD Locator, TruSound Softner i inne technologie.

Zapewnienie jakości

Pracujemy według duńskich standardów firmy Widex. Istnieje komplet zezwoleń międzynarodowych i rosyjskich, które potwierdzają niezawodność i bezpieczeństwo urządzeń. Regularnie monitorujemy jakość i satysfakcję użytkowników.

Cena all inclusive

Koszt aparatów słuchowych obejmuje wszystkie niezbędne konsultacje i konserwację w okresie użytkowania aparatów słuchowych. Osobisty specjalista prowadzi użytkownika po gabinecie, telefonicznie lub poprzez konsultację online na stronie internetowej.

Minimalne okresy serwisowe

Okresy gwarancji na naprawy w certyfikowanym centrum serwisowym Widex Moscow wynoszą 2-3 dni robocze. Dostarczamy urządzenia do Moskwy iz powrotem co tydzień na koszt naszej firmy za pośrednictwem regionalnych ośrodków słuchowych Widex. Możesz monitorować stan prac serwisowych.

Komfort użytkowania i stabilna praca urządzeń

Poszczególne obudowy do aparatów wewnątrzkanałowych, wewnątrzusznych oraz pojedyncze wkładki wykonane są w technologii CAMISHA Widex 3D. Dobrze dopasowują się do uszu użytkownika, ponieważ w pełni odpowiadają odlewom kanałów słuchowych. Szczelne dopasowanie i optymalna wielkość produktów zapewniają prawidłowe działanie systemów urządzeń oraz atrakcyjny wygląd urządzenia.

Elementy te charakteryzują się najwyższą gęstością spośród wszystkich nowoczesnych technologii. Powodem tego były komponenty zastosowane w tych akumulatorach. Ogniwa te wykorzystują tlen atmosferyczny jako odczynnik katodowy, co znajduje odzwierciedlenie w ich nazwie. Aby powietrze reagowało z anodą cynkową, w obudowie akumulatora wykonuje się małe otwory. Jako elektrolit w tych ogniwach stosowany jest wodorotlenek potasu, który jest wysoce przewodzący.
Ogniwa cynkowo-powietrzne, pierwotnie zaprojektowane jako nieładowalne źródło zasilania, mają długi i stabilny okres trwałości, przynajmniej gdy są przechowywane szczelnie i nieaktywne. W tym przypadku w ciągu roku przechowywania takie elementy tracą około 2 proc. swojej pojemności. Gdy powietrze dostanie się do baterii, baterie te nie wytrzymują dłużej niż miesiąc, niezależnie od tego, czy ich używasz, czy nie.
Niektórzy producenci zaczęli używać tej samej technologii w akumulatorach. Co najważniejsze, takie elementy sprawdziły się podczas długotrwałej pracy w urządzeniach małej mocy. Główną wadą tych elementów jest duża rezystancja wewnętrzna, co oznacza, że ​​aby osiągnąć dużą moc, muszą być ogromne. A to oznacza konieczność stworzenia w laptopach dodatkowych przegródek na baterie, porównywalnych rozmiarami do samego komputera.
Należy jednak zauważyć, że całkiem niedawno zaczęli otrzymywać takie wnioski. Pierwszym takim produktem jest wspólne dzieło Hewlett-Packard Co. oraz AER Energy Resources Inc. - PowerSlice XL - wykazał niedoskonałość tej technologii przy zastosowaniu w komputerach przenośnych. Ta bateria, przeznaczona do laptopa HP OmniBook 600, ważyła 3,3 kg - więcej niż sam komputer. Zapewniła tylko 12 godzin pracy. Energizer zaczął również wykorzystywać tę technologię w swoich małych bateriach guzikowych stosowanych w aparatach słuchowych.
Ładowanie akumulatorów również nie jest łatwym zadaniem. Procesy chemiczne są bardzo wrażliwe na prąd elektryczny dostarczany do akumulatora. Jeśli przyłożone napięcie jest zbyt niskie, bateria będzie dawać prąd zamiast odbierać. Jeśli napięcie jest zbyt wysokie, mogą rozpocząć się niepożądane reakcje, które mogą uszkodzić element. Na przykład, gdy napięcie wzrośnie, siła prądu z konieczności wzrośnie, w wyniku czego bateria się przegrzeje. A jeśli nadal będziesz ładować ogniwo po jego pełnym naładowaniu, mogą zacząć się w nim wydzielać gazy wybuchowe, a nawet może nastąpić eksplozja.

Technologie ładowania
Nowoczesne urządzenia do ładowania to dość złożone urządzenia elektroniczne o różnym stopniu ochrony – zarówno dla Ciebie, jak i Twoich akumulatorów. W większości przypadków każdy typ ogniwa ma własną ładowarkę. Nieprawidłowe użytkowanie ładowarki może spowodować uszkodzenie nie tylko akumulatorów, ale także samego urządzenia, a nawet systemów zasilanych z akumulatorów.
Istnieją dwa tryby pracy ładowarek - ze stałym napięciem i ze stałym prądem.
Najprostsze to urządzenia o stałym napięciu. Zawsze wytwarzają to samo napięcie i dostarczają prąd zależny od poziomu naładowania baterii (i innych czynników środowiskowych). W miarę ładowania akumulatora wzrasta jego napięcie, więc różnica między potencjałami ładowarki i akumulatora maleje. W rezultacie przez obwód przepływa mniej prądu.
Do takiego urządzenia wystarczy transformator (by zredukować napięcie ładowania do poziomu wymaganego przez akumulator) i prostownik (prostownik AC na DC używany do ładowania akumulatora). Takie proste urządzenia do ładowania służą do ładowania akumulatorów samochodowych i okrętowych.
Z reguły akumulatory ołowiowe do zasilaczy awaryjnych są ładowane przez podobne urządzenia. Ponadto do ładowania ogniw litowo-jonowych wykorzystywane są również urządzenia stałonapięciowe. Tylko dodawane są obwody chroniące baterie i ich właścicieli.
Drugi typ ładowarki zapewnia stały prąd i zmienia napięcie, aby zapewnić wymaganą ilość prądu. Gdy napięcie osiągnie pełny poziom naładowania, ładowanie zostanie zatrzymane. (Pamiętaj, że napięcie wytwarzane przez ogniwo spada podczas rozładowywania.) Zazwyczaj takie urządzenia ładują ogniwa niklowo-kadmowe i niklowo-wodorkowe.
Oprócz wymaganego poziomu napięcia ładowarki muszą wiedzieć, ile czasu zajmuje doładowanie ogniwa. Akumulator może ulec uszkodzeniu, jeśli będzie ładowany zbyt długo. W zależności od rodzaju akumulatora i „inteligencji” ładowarki, do określenia czasu ładowania stosuje się kilka technologii.
W najprostszych przypadkach wykorzystuje to napięcie generowane przez akumulator. Ładowarka monitoruje napięcie akumulatora i wyłącza się, gdy napięcie akumulatora osiągnie poziom progowy. Ale ta technologia nie jest odpowiednia dla wszystkich elementów. Na przykład w przypadku niklu i kadmu jest to niedopuszczalne. W tych elementach krzywa rozładowania jest zbliżona do linii prostej i określenie progowego poziomu napięcia może być bardzo trudne.
Bardziej „wyrafinowane” ładowarki określają czas ładowania na podstawie temperatury. Oznacza to, że urządzenie monitoruje temperaturę ogniwa i wyłącza lub zmniejsza prąd ładowania, gdy akumulator zaczyna się nagrzewać (co oznacza przeładowanie). Zazwyczaj w takie baterie wbudowane są termometry, które monitorują temperaturę elementu i przekazują odpowiedni sygnał do ładowarki.
Urządzenia „inteligentne” wykorzystują obie te metody. Mogą przechodzić od wysokiego prądu ładowania do niskiego prądu ładowania lub mogą utrzymywać stały prąd za pomocą specjalnych czujników napięcia i temperatury.
Standardowe ładowarki dają mniejszy prąd ładowania niż prąd rozładowania ogniwa. A ładowarki o dużej wartości prądu dają większy prąd niż znamionowy prąd rozładowania akumulatora. Urządzenie do ładowania podtrzymującego wykorzystuje prąd tak mały, że prawie nie pozwala na samorozładowanie akumulatora (z definicji takie urządzenia służą do kompensacji samorozładowania). Zazwyczaj prąd ładowania w takich urządzeniach wynosi jedną dwudziestą lub jedną trzydziestą znamionowego prądu rozładowania akumulatora. Nowoczesne ładowarki często mogą obsługiwać wiele prądów ładowania. Na początku używają wyższych prądów i stopniowo przechodzą na niższe prądy, gdy zbliżają się do pełnego naładowania. Jeśli używasz akumulatora, który może wytrzymać ładowanie podtrzymujące (na przykład niklowo-kadmowy, nie), to pod koniec cyklu ładowania urządzenie przełączy się w ten tryb. Większość ładowarek do laptopów i telefonów komórkowych jest zaprojektowana tak, aby można je było na stałe podłączyć do ogniw bez ich uszkadzania.