충전식 아연 공기 배터리를위한 새로운 화학

아연 공기 배터리는 매우 작은 에너지 저장 장치이지만 개선의 여지가 있습니다. 예를 들어 일반적으로 충전식이 아닙니다. 이제 뮌스터 대학이 이끄는 과학자 팀은 이러한 유형의 배터리를 더 효율적이고 더 재충전 할 수 있도록하는 새로운 화학 성분을 개발했습니다.

모든 필수 구성 요소가 셀 내부에있는 대부분의 배터리와 달리 아연 공기 배터리는 주변 공기의 산소에 의존합니다.

어떤 의미에서 그들은 음극과 상호 작용하는 산소를 "호흡"하여 반죽 형태의 알칼리 전해질을 가로 지르고 아연 양극과 반응하여 전류를 생성하는 분자를 생성합니다.

문제는 산화 후 아연 양극이 "소모"되어 배터리를 충전 할 수 없다는 것입니다. 일부 설계에서는 아연 성분을 교체하거나 희토류 광물을 기반으로 한 촉매를 사용하여 재충전이 가능하도록이를 우회하지만 비용이 많이 들고 복잡합니다.

이제 엔지니어들은 아연 공기 배터리를 충전식으로 만들 수있는 새로운 전해질을 개발했습니다. 이 유형의 배터리에서 대부분의 전해질의 끈적 끈적한 일관성 대신 새로운 디자인에서 더 액체입니다. 이는 아연 트리 플루오로 메탄 설포 네이트 염을 기반으로하여 비 알칼리성으로 만들어 전해질을 화학적으로 더 안정적으로 만들고 가장 중요한 것은 가역적 (재충전 가능)이라고합니다.

“우리의 혁신적인 비 알칼리성 전해질은 이전에 알려지지 않은 가역적 과산화 아연 (ZnO2) / O2 화학 물질을 아연 공기 배터리에 제공합니다.”라고 연구의 수석 저자 인 Wei San은 말합니다.

"아연 공기 배터리는 친환경, 높은 안전성 및 저렴한 비용이라는 이점을 가진 리튬 이온 기술의 잠재적 대안입니다."

연구원들은 새로운 배터리가 320 회 이상 1600 시간 동안 지속될 것이라고 말했습니다. 이는 전해질의 발수성 음이온이 물을 음극 표면에서 멀리 떨어져 더 안정적으로 만들기 때문입니다.

이것은 흥미로운 개발이지만 전문가들은 디자인이 여전히 실용적이지 않다는 것을 인정합니다. 그리고 이것은 아연 공기 배터리를 충전식으로 만드는 한 가지 방법 일뿐입니다. 다른 연구에서는 값 비싼 희토류 촉매를 철, 코발트 및 니켈과 같은보다 일반적인 원소로 대체했습니다.

이 연구는 Science 저널에 게재되었습니다.