充電式亜鉛空気電池の新しい化学

亜鉛空気電池は非常に小さなエネルギー貯蔵装置ですが、改善の余地があります。たとえば、通常は充電できません。現在、ミュンスター大学が率いる科学者のチームは、このタイプのバッテリーをより効率的でより充電しやすいものにする新しい化学組成を開発しました。

すべての重要なコンポーネントがセル内にあるほとんどのバッテリーとは異なり、亜鉛空気バッテリーは周囲の空気からの酸素に依存しています。

ある意味で、それらはカソードと相互作用する酸素を「呼吸」し、ペースト状のアルカリ電解質を通過し、亜鉛アノードと反応して電流を生成する分子を生成します。

問題は、酸化後に亜鉛アノードが「使い果たされ」、バッテリーが再充電できないことです。一部の設計では、亜鉛成分を交換するか、希土類鉱物に基づく触媒を使用してそれらを再充電可能にすることでこれを回避しますが、これには追加のコストと複雑さが必要です。

現在、エンジニアは亜鉛空気電池を再充電可能にすることができる新しい電解質を作成しました。このタイプのバッテリーのほとんどの電解質のペースト状の一貫性の代わりに、新しいデザインではより流動性があります。それはトリフルオロメタンスルホン酸亜鉛の塩に基づいており、それはそれを非アルカリ性にし、科学者は電解質をより化学的に安定にし、そして最も重要なことに、可逆的（すなわち、再充電可能）にする、と言います。

「当社の革新的な非アルカリ電解質は、これまで知られていなかった可逆的過酸化亜鉛（ZnO2）/ O2化学を亜鉛空気電池にもたらします」と、研究の筆頭著者であるWeiSanは述べています。

「亜鉛空気電池は、環境に優しく、安全性が高く、コストが低いという利点を備えた、リチウムイオン技術の潜在的な代替手段です。」

研究者たちは、新しいバッテリーは320サイクルと1600時間以上の使用を続けたと言います。これは、電解質中の撥水アニオンが水をカソード表面から遠ざけ、より安定させるためです。

これは興味深い開発ですが、専門家は、設計がまだ実用化にはほど遠いことを認めています。そして、これは亜鉛空気電池を充電可能にするための1つの方法にすぎません。他の研究では、高価な希土類触媒が鉄、コバルト、ニッケルなどのより一般的な元素に置き換えられています。

この研究はジャーナルScienceに掲載されています。