Den nya produkten lovar att överträffa litiumjonbatterier i energiintensitet med tre gånger och samtidigt kosta hälften så mycket.

Observera att nu tillverkas zink-luftbatterier endast i form av engångsceller eller "uppladdningsbara" manuellt, det vill säga genom att byta patronen. Förresten, denna typ av batteri är säkrare än litiumjonbatterier, eftersom det inte innehåller flyktiga ämnen och därför inte kan antändas.

Det främsta hindret för skapandet av laddningsbara alternativ - det vill säga batterier - är den snabba nedbrytningen av enheten: elektrolyten avaktiveras, saktar ner och slutar helt efter bara några laddningscykler.

För att förstå varför detta händer måste vi först beskriva funktionsprincipen för zinkluftceller. Batteriet består av luft- och zinkelektroder samt elektrolyt. Vid urladdning bildar luft som kommer utifrån, med hjälp av katalysatorer, hydroxyljoner (OH -) i den vattenhaltiga elektrolytlösningen.

De oxiderar zinkelektroden. Under denna reaktion frigörs elektroner och bildar en ström. Under laddning av batteriet fortsätter processen baksidan: Syre produceras vid luftelektroden.

Tidigare under drift av ett uppladdningsbart batteri vattenlösning Elektrolyten torkade ofta helt enkelt ut eller trängde för djupt in i luftelektrodens porer. Dessutom fördelades den avsatta zinken ojämnt och bildade en grenad struktur, vilket gjorde att kortslutningar uppstod mellan elektroderna.

Den nya produkten är fri från dessa brister. Speciella gelande och sammandragande tillsatser styr fukten och formen på zinkelektroden. Dessutom har forskare föreslagit nya katalysatorer, som också avsevärt förbättrade elementens prestanda.

Hittills överstiger inte den bästa prestandan hos prototyper hundratals laddningscykler (foto av ReVolt).

ReVolts vd James McDougall tror att de första produkterna, till skillnad från nuvarande prototyper, kommer att laddas upp till 200 gånger och snart kommer att kunna nå 300-500 cykler. Denna indikator gör att elementet kan användas, till exempel i mobiltelefoner eller bärbara datorer.

En prototyp av det nya batteriet utvecklades av den norska forskningsstiftelsen SINTEF och ReVolt kommersialiserar produkten (illustration av ReVolt).

ReVolt utvecklar även zink-luftbatterier för el fordon. Sådana produkter liknar bränsleceller. Zinksuspensionen i dem spelar rollen som en flytande elektrod, medan luftelektroden består av ett system av rör.

Elektricitet genereras genom att suspensionen pumpas genom rören. Den resulterande zinkoxiden lagras sedan i ett annat fack. När den laddas om fortsätter den längs samma väg, och oxiden förvandlas tillbaka till zink.

Sådana batterier kan producera mer elektricitet, eftersom volymen av vätskeelektroden kan vara mycket större än volymen av luftelektroden. McDougall tror att den här typen av celler kommer att kunna laddas mellan två och tio tusen gånger.

Elektrokemisk energilagringsteknik går snabbt framåt. NantEnergy-företaget erbjuder ett lågprisbatteri för energilagring av zink-luft.

NantEnergy, ledd av den kaliforniske miljardären Patrick Soon-Shiong, har introducerat ett zink-luft-energibatteri (Zinc-Air Battery), vars kostnad är betydligt lägre än dess motsvarigheter med litiumjoner.

Zink-luft energiackumulator

Batteriet, "skyddat av hundratals patent", är avsett för användning i energilagringssystem inom allmännyttiga industrier. Enligt NantEnergy är dess kostnad mindre än hundra dollar per kilowattimme.

Utformningen av ett zink-luftbatteri är enkel. Vid laddning omvandlar el zinkoxid till zink och syre. Under urladdningsfasen i cellen oxideras zink av luft. Ett batteri, inneslutet i ett plastfodral, är inte mycket större i storlek än en portfölj.

Zink är inte en sällsynt metall, och de resursbegränsningar som diskuteras i samband med litiumjonbatterier påverkar inte zink-luftbatterier. Dessutom innehåller de senare praktiskt taget inga skadliga ämnen. miljö element, och zink är mycket lätt att återvinna för sekundär användning.

Det är viktigt att notera att NantEnergy-enheten inte är en prototyp, utan en produktionsmodell som har testats under de senaste sex åren "i tusentals olika platser" Dessa batterier gav energi till "mer än 200 tusen människor i Asien och Afrika och användes i mer än 1 000 torn cellulär kommunikationöver hela världen."

Ett sådant lågkostnadssystem för energilagring kommer att göra det möjligt att "omvandla elnätet till ett 24/7, 100 % kolfritt system", det vill säga helt baserat på förnybara energikällor.

Zink-luftbatterier är inte nya de uppfanns redan på 1800-talet och har använts flitigt sedan 30-talet av förra seklet. Det huvudsakliga tillämpningsområdet för dessa strömkällor är hörapparater, bärbara radioapparater, fotoutrustning... Ett visst vetenskapligt och tekniskt problem orsakat av kemiska egenskaper zink, var skapandet av laddningsbara batterier. Tydligen har detta problem nu till stor del övervunnits. NantEnergy har uppnått att batteriet kan upprepa laddnings- och urladdningscykeln mer än 1000 gånger utan försämring.

Bland andra parametrar som anges av företaget: 72 timmars autonomi och en 20-årig livslängd för systemet.

Naturligtvis finns det frågor angående antalet cykler och andra egenskaper som behöver klargöras. Vissa energilagringsexperter tror dock på tekniken. I en GTM-undersökning som genomfördes i december förra året pekade åtta procent av de tillfrågade på zinkbatterier som en teknik som kan ersätta litiumjon i energilagringssystem.

Tidigare rapporterade Teslas chef, Elon Musk, att kostnaden för litiumjonceller (celler) som produceras av hans företag kan falla under 100 USD/kWh i år.

Vi hör ofta att spridningen av variabla förnybara energikällor, sol- och vindenergi, antas sakta ner (kommer att sakta ner) på grund av bristen på billiga energilagringstekniker.

Detta är naturligtvis inte fallet, eftersom energilagringsenheter bara är ett av verktygen för att öka smidigheten (flexibiliteten) i kraftsystemet, men inte det enda verktyget. Dessutom, som vi ser, utvecklas elektrokemisk energilagringsteknik i snabb takt. publiceras

Om du har några frågor om detta ämne, ställ dem till experterna och läsarna av vårt projekt.

Inträdet av kompakta zink-luftbatterier på massmarknaden kan avsevärt förändra situationen i marknadssegmentet för små källor autonom strömförsörjning för bärbara datorer och digitala enheter.

Energiproblem

A senaste åren Flottan av bärbara datorer och olika digitala enheter har ökat avsevärt, varav många har dykt upp på marknaden nyligen. Denna process har accelererat märkbart på grund av den ökade populariteten mobiltelefoner. I sin tur den snabba tillväxten av antalet bärbara elektroniska apparater orsakat en allvarlig ökning av efterfrågan på autonoma elkällor, särskilt för olika typer

batterier och ackumulatorer. Men behovet av att säkerställa enorm mängd bärbara enheter med batterier är bara en sida av problemet. Allteftersom bärbara elektroniska enheter utvecklas, ökar tätheten hos elementen och kraften hos de mikroprocessorer som används i dem på bara tre år, klockfrekvensen för de använda PDA-processorerna har ökat med en storleksordning. Små monokroma skärmar ersätts av färgskärmar med hög upplösning och ökad skärmstorlek. Allt detta leder till en ökning av energiförbrukningen. Dessutom finns det en tydlig trend mot ytterligare miniatyrisering inom området bärbar elektronik. Med hänsyn till de listade faktorerna blir det ganska uppenbart att ökning av energiintensiteten, kraften, hållbarheten och tillförlitligheten hos de batterier som används är en av de viktigaste förutsättningarna att säkerställa

vidareutveckling bärbara elektroniska apparater. Problemet med förnybara autonoma kraftkällor är mycket akut inom segmentet bärbara datorer. Modern teknik låter dig skapa bärbara datorer som praktiskt taget inte är sämre i sin funktionalitet och prestanda jämfört med fullfjädrade stationära system. Men bristen på tillräckligt effektiva autonoma strömkällor berövar bärbara datoranvändare en av de viktigaste fördelarna med denna typ av dator - mobilitet. En bra indikator för en modern bärbar dator utrustad med ett litiumjonbatteri är en batteritid på cirka 4 timmar 1, men för fullt arbete i

mobila förhållanden detta är uppenbarligen inte tillräckligt (till exempel tar ett flyg från Moskva till Tokyo cirka 10 timmar och från Moskva till Los Angeles nästan 15). En lösning på problemet med att öka batteritiden för bärbara datorer är att byta från de för närvarande vanliga nickel-metallhydrid- och litiumjonbatterierna till kemiska bränsleceller 2 . De mest lovande ur tillämpningssynpunkt i bärbara elektroniska enheter och datorer är bränsleceller med låg

Men i detta skede, för att beskriva framtiden för kemiska bränsleceller uteslutande i rosa toner det skulle vara överdrivet optimistiskt. Faktum är att det finns minst två hinder för massdistribution av bränsleceller i bärbara elektroniska enheter. För det första är metanol ett ganska giftigt ämne, vilket innebär ökade krav på täthet och tillförlitlighet hos bränslepatroner. För det andra att säkerställa en acceptabel passagehastighet kemiska reaktioner Bränsleceller med låga driftstemperaturer kräver användning av katalysatorer. För närvarande används katalysatorer gjorda av platina och dess legeringar i PEM- och DMCF-celler, men naturliga reserver av detta ämne är små och kostnaden är hög. Det är teoretiskt möjligt att ersätta platina med andra katalysatorer, men hittills har ingen av teamen som sysslar med forskning i denna riktning kunnat hitta ett acceptabelt alternativ. Idag är det så kallade platinaproblemet kanske det allvarligaste hindret för den utbredda användningen av bränsleceller i bärbara datorer och elektroniska enheter.

1 Detta avser drifttiden från ett standardbatteri.

2 Mer information om bränsleceller finns att läsa i artikeln "Fuel cells: a year of hope", publicerad i nr 1’2005.

3 PEM-celler som arbetar på vätgas är utrustade med en inbyggd omvandlare för att producera väte från metanol.

Zink luftelement

Även om författarna till ett antal publikationer anser att zink-luftbatterier och -ackumulatorer är en av undertyperna av bränsleceller, är detta inte helt sant. Efter att ha blivit bekant med strukturen och funktionsprincipen för zinkluftelement, även i översikt, kan vi dra en helt entydig slutsats att det är mer korrekt att betrakta dem som en separat klass autonoma källor näring.

Zinkluftcellskonstruktionen inkluderar en katod och anod separerade av en alkalisk elektrolyt och mekaniska separatorer. En gasdiffusionselektrod (GDE) används som katod, vars vattengenomsläppliga membran tillåter syre att erhållas från atmosfärisk luft som cirkulerar genom den. "Bränsle" är zinkanoden, som oxideras i processen elementdrift, och oxidationsmedlet är syre som erhålls från atmosfärisk luft som kommer in genom "andningshålen".

Vid katoden sker en elektroreduktionsreaktion av syre, vars produkter är negativt laddade hydroxidjoner:

O 2 + 2H 2 O +4e 4OH – .

Hydroxidjoner rör sig i elektrolyten till zinkanoden, där zinkoxidationsreaktionen inträffar och frigör elektroner som återgår till katoden genom en extern krets:

Zn + 4OH – Zn(OH) 4 2– + 2e.

Zn(OH) 4 2– ZnO + 2OH – + H 2 O.

Det är ganska uppenbart att zink-luftceller inte faller under klassificeringen av kemiska bränsleceller: för det första använder de en förbrukningsbar elektrod (anod), och för det andra placeras bränslet initialt inuti cellen och tillförs inte under drift från utsidan.

Spänningen mellan elektroderna i en cell i en zink-luftcell är 1,45 V, vilket är mycket nära spänningen för alkaliska (alkaliska) batterier. Om det behövs, för att få mer högspänning

strömförsörjning kan du kombinera flera seriekopplade celler till ett batteri. Zink är ett ganska vanligt och billigt material, så när man använder massproduktion av zink-luftceller kommer tillverkare inte att uppleva problem med råvaror. Dessutom även på inledande skede

Kostnaden för sådana strömförsörjningar kommer att vara ganska konkurrenskraftiga.

Det är också viktigt att zinkluftelement är mycket miljövänliga produkter. Materialen som används för deras tillverkning förgiftar inte miljön och kan återanvändas efter återvinning. Reaktionsprodukterna av luftelement av zink (vatten och zinkoxid) är också absolut säkra för människor och miljön. zinkoxid används till och med som huvudkomponent i babypulver. Från driftsegenskaper zink luftceller, är det värt att notera sådana fördelar som låg hastighet

självurladdning i oaktiverat tillstånd och en liten förändring av spänningsvärdet när urladdningen fortskrider (flat urladdningskurva). En viss nackdel med zinkluftelement är inverkan av den relativa fuktigheten hos den inkommande luften på elementets egenskaper. Till exempel för en zinkluftcell konstruerad för drift under förhållanden relativ fuktighet

luft 60 %, med en ökning av luftfuktigheten till 90 %, minskar livslängden med cirka 15 %.

Från batterier till batterier Det enklaste alternativet för zink-luftceller att implementera är engångsbatterier. När du skapar zinkluftelement och kraft (till exempel avsedd att driva fordonskraftverk), kan zinkanodkassetter göras utbytbara. I det här fallet, för att förnya energireserven, räcker det att ta bort kassetten med de använda elektroderna och installera en ny på sin plats. Använda elektroder kan återställas för återanvändning med den elektrokemiska metoden på specialiserade företag.

Om vi ​​talar om kompakta batterier som är lämpliga för användning i bärbara datorer och elektroniska enheter, är den praktiska implementeringen av alternativet med utbytbara zinkanodkassetter omöjligt på grund av batteriernas lilla storlek. Det är därför de flesta kompakta zinkluftceller som finns på marknaden är engångsceller. Små engångsbatterier av zink-luft tillverkas av Duracell, Eveready, Varta, Matsushita, GP, såväl som det inhemska företaget Energia. De huvudsakliga användningsområdena för sådana strömkällor är hörapparater, bärbara radioapparater, fotoutrustning etc.

För närvarande tillverkar många företag engångsbatterier av zinkluft

För några år sedan producerade AER Power Slice zinkluftbatterier avsedda för bärbara datorer. Dessa föremål designades för Hewlett-Packards bärbara datorer i Omnibook 600- och Omnibook 800-serien;

deras batteritid varierade från 8 till 12 timmar.

I princip finns även möjligheten att skapa uppladdningsbara zink-luftceller (batterier), i vilka, när en extern strömkälla ansluts, en zinkreduktionsreaktion kommer att ske vid anoden. Det praktiska genomförandet av sådana projekt har dock länge hindrats av allvarliga problem orsakade av zinks kemiska egenskaper. Zinkoxid löser sig väl i en alkalisk elektrolyt och i löst form fördelas den över hela elektrolytens volym, bort från anoden. På grund av detta, vid laddning från en extern strömkälla, ändras anodens geometri avsevärt: zinken som utvinns från zinkoxid avsätts på anodens yta i form av bandkristaller (dendriter), formade som långa spikar. Dendriterna tränger igenom separatorerna och orsakar en kortslutning inuti batteriet. förvärras av det faktum att för att öka effekten är anoderna på zink-luftceller gjorda av krossad pulveriserad zink (detta gör det möjligt att avsevärt öka elektrodens yta). Allteftersom antalet laddnings-urladdningscykler ökar, kommer anodens yta gradvis att minska, vilket påverkar negativ påverkan på elementets prestandaegenskaper.

Hittills har den största framgången inom området för att skapa kompakta zink-luftbatterier uppnåtts av Zinc Matrix Power (ZMP). ZMP-specialister har utvecklat en unik Zinc Matrix-teknik, som har löst de huvudsakliga problemen som uppstår under batteriladdning. Kärnan i denna teknik är användningen av ett polymerbindemedel, som säkerställer obehindrad penetration av hydroxidjoner, men samtidigt blockerar rörelsen av zinkoxid som löser sig i elektrolyten. Tack vare användningen av denna lösning är det möjligt att undvika märkbara förändringar i formen och ytarean på anoden under minst 100 laddnings-urladdningscykler.

Fördelarna med zink-luftbatterier är deras långa drifttid och höga specifika energiintensitet, som är minst dubbelt så stor som de bästa litiumjonbatterierna. Den specifika energiintensiteten för zink-luftbatterier når 240 Wh per 1 kg vikt, och den maximala effekten är 5000 W/kg.

Enligt ZMP-utvecklare är det idag möjligt att skapa zink-luftbatterier för bärbara elektroniska enheter (mobiltelefoner, digitala spelare etc.) med en energikapacitet på cirka 20 Wh. Minsta möjliga tjocklek på sådana nätaggregat är endast 3 mm. Experimentella prototyper av zink-luftbatterier för bärbara datorer har en energikapacitet på 100 till 200 Wh.

En prototyp av ett zink-luftbatteri skapat av Zinc Matrix Power-specialister

En annan viktig fördel med zink-luftbatterier är den fullständiga frånvaron av den så kallade minneseffekten. Till skillnad från andra typer av batterier kan zink-luftceller laddas vid vilken laddningsnivå som helst utan att kompromissa med deras energikapacitet. Dessutom till skillnad från litiumbatterier Zinkluftceller är mycket säkrare.

Sammanfattningsvis kan man inte låta bli att nämna en sak viktig händelse, som blev en symbolisk startpunkt på vägen till kommersialisering av zink-luftceller: den 9 juni förra året tillkännagav Zinc Matrix Power officiellt undertecknandet av ett strategiskt avtal med Intel Corporation. I enlighet med villkoren i detta avtal kommer ZMP och Intel att kombinera sina utvecklingsinsatser ny teknik uppladdningsbara batterier för bärbara datorer. Bland huvudmålen med detta arbete är att öka batteritiden för bärbara datorer till 10 timmar. Enligt den nuvarande planen ska de första modellerna av bärbara datorer utrustade med zink-luftbatterier dyka upp till försäljning 2006.

OCH . Vi erbjuder en annan typ av strömkälla - ett zink-luftelement. Detta element kräver inte laddning under drift, vilket är en mycket viktig fördel jämfört med batterier.

Zink-luftelementet är nu den mest avancerade strömkällan, eftersom det har en relativt hög specifik energi (110-180 Wh/kg), är lätt att tillverka och använda och är det mest lovande när det gäller att öka dess specifika egenskaper. Den teoretiskt beräknade specifika effekten för en zinkluftcell kan nå 880 Wh/kg. Om till och med hälften av denna effekt uppnås kommer elementet att bli en mycket allvarlig rival till förbränningsmotorn.

En mycket viktig fördel med zinkluftcellen är den lilla förändringen i spänningen under belastning när den urladdas. Dessutom har ett sådant element betydande styrka, eftersom dess kärl kan vara gjord av stål.

Funktionsprincipen för zinkluftceller är baserad på användningen av ett elektrokemiskt system: zink - kaustik kaliumlösning - aktivt kol, som adsorberar luftsyre. Välja elektrolytens sammansättning, elektrodernas aktiva massa och välja optimal design element kan dess effekttäthet ökas avsevärt.

Konstruktion och behandla Tillverkningen av ett zink-luftelement skiljer sig nästan inte från ett gas- och bly-kalielement. Dess enhet visas i figuren. Kärlet 1 innehåller en negativ zinkelektrod 2 och positiva elektroder 5 gjorda av aktivt kol. Positiva elektroder är av påstyp. En stång 9 gjord av galvaniskt kol är införd i mitten av påsen 4. Påsen fylls tätt aktivt kol, den övre delen knyts runt stången. Negativ elektrod 2 är en 6-10 mm tjock zinkplatta, i vars övre ände ett hål borras och en gänga skärs i vilken en stålstång 6 skruvas in med motsvarande gänga i änden. Alla elektrodstavar är utrustade med klämmor 8, vilket säkerställer tillförlitlig kontakt. Separatorer 3 gjorda av korrugerad mipore eller miplast läggs mellan kärlets väggar och elektroderna. som kan tas från kasserad motorcykel eller bilbatterier, blötlägg i 4-6 timmar, skölj sedan väl med rinnande vatten. Som separatorer kan du använda tyg, tunn filt från filtstövlar eller glasfiber.

Elementet är stängt uppifrån med ett lock 7, i vilket det finns genomgående pluggar 10, genom vilka elektrodstavarna förs, samt en blindplugg 11 för att fylla elektrolyten.

Under batteridrift löses zinken gradvis upp av elektrolyten. Efter en fullständig urladdning, när all zink är förbrukad, behåller de positiva elektroderna sin funktionalitet, och det räcker med att byta ut den negativa elektroden och batteriet är redo att användas igen.

En 20% lösning av kaliumhydroxid i destillerat vatten används som elektrolyt.

Elektrolyten kan bevaras länge om du häller den i flaskan precis under korken och försöker att inte skaka den.

Elementet kan lagras obegränsat i torrt tillstånd om det under tillverkningen placeras på botten erforderlig kvantitet kaustikt kalium och hermetiskt täta med propp 11. För att aktivera ett sådant element räcker det att hälla destillerat vatten i hålet så att det täcker elektroderna.

För att öka livslängden på zinkplattan kan den beläggas med kvicksilveramalgam. Häll 20-30 g av en femprocentig svavelsyralösning i någon lergods- eller porslinsbehållare och tillsätt några droppar kvicksilver. Lägg en zinkplatta på botten av fatet och gnid in kvicksilvret i zinken med en liten bit tyg eller en tandborste tills dess yta blir blank. Denna metod låter dig förlänga livslängden för den negativa plattan med 10-20 gånger. Det är nödvändigt att arbeta med kvicksilver i dragskåp eller på utomhus, eftersom dess ångor är giftiga.

För att demontera elementet räcker det att ta bort terminalerna 8 från elektrodstavarna, ta bort de genomgående pluggarna 10, varefter locket 7 enkelt kan tas bort och den använda zinkplattan kan bytas ut. Vid demontering av cellen måste elektrolyten avlägsnas och insidan av kärlet tvättas med rinnande vatten.

Cellens kapacitet kan ökas avsevärt om den negativa elektroden är gjord av porös zink.

Kvicksilver-zinkceller använder en porös zinkelektrod, i vilken upp till 10 % kvicksilver införs för att minska korrosion, och en katod gjord av kvicksilveroxid blandad med grafit. Elektrolyten är en 30...40% KOH-lösning. De viktigaste elektrodprocesserna beskrivs av ekvationerna:

Zn + 2OH − → Zn(OH) 2 + 2e − (med efterföljande sönderdelning

zinkhydroxid till ZnO och vatten) och

Hg + H2O + 2e - → Hg + 2OH -

Spänningen hos kvicksilver-zinkcellen förblir stabil till slutet av urladdningen med låga strömmar (upp till 0,01 C N). Med sådana strömmar säkerställs en stabil spänning även vid 0 0 C. Detta gör att de kan användas som stödelement i mätutrustning. Elementen har lika bra prestanda i både kontinuerliga och intermittenta driftlägen. Typiska urladdningsegenskaper för kvicksilver-zinkceller visas i fig. 17.7.

Den öppna kretsspänningen för dessa element är 1,35 V, driftspänningen är 1,22...1,25 V. Drifttemperaturområdet är från -30 till +70 0 C. Den slutliga urladdningsspänningen är 0,9...1,0 V.

De mest använda är kvicksilver-zinkelement i skivkonstruktionen (fig. 17.8), där den positiva zinkelektroden 1 pressas in i stålkroppen och den negativa (aktiva massan) 2 i locket. Det finns inget fritt utrymme i dem, och väte, som frigörs vid zinkkorrosion, avlägsnas genom tätningspackningen 4 genom diffusion. Elektrolyten ska inte läcka ut.

Miniatyrkvicksilver-zinkceller användes i stor utsträckning i fotografisk utrustning, handhållna elektroniska klockor, miniräknare och medicinsk utrustning. Emellertid har miljöproblem förknippade med kvicksilvertoxicitet lett till ett omfattande upphörande av produktionen av dessa grundämnen. För att ersätta dem rekommenderas det att använda silver-zink eller litiumgalvaniska celler.

17.3.3 Silver-zink element

Silver-zink galvaniska celler har elektriska egenskaper nära de för kvicksilver-zink celler, stabila urladdningsegenskaper vid hög driftspänning (1,5 V) och lång hållbarhetstid. De är dock mindre känsliga för ökad strömbelastning. Drifttemperaturområdet är från 0 till +40 0 C. Dessa element är de mest miljövänliga, men de är relativt dyra.

Silver-zink-element tillverkas huvudsakligen i en skivdesign och deras design liknar den för kvicksilver-zink-element. Den huvudsakliga tillämpningen av silver-zink element är handhållna elektroniska klockor. Parametrarna för sådana element från huvudtillverkarna anges i tabell 17.7.

17.3.4 Luftelement i zink

Zink-luftelement skiljer sig från andra primära kemiska strömkällor genom närvaron av ett speciellt hål, som öppnas under driftsättning för att säkerställa att luft kommer in i elementet, vars syre används som oxidationsmedel.

Kolelektroder modifierade med en katalysator används som en katod på vilken atmosfäriskt syre reduceras. Det aktiva materialet i anoden är zink, elektrolyten är en lösning av KOH eller NaOH. Den totala strömgenererande reaktionen i elementet kan skrivas:

Zn +1/2 H2O + 2OH − + H2O → Zn(OH) 4 2−

När zink löses upp och lösningen blir mättad med zinkatjoner, sönderfaller Zn(OH) 4 2− med utfällning av zinkoxid ZnO.

Den öppna kretsspänningen för ett sådant element är 1,4 V, och driftspänningen är 1,35 V. Drifttemperaturområdet är +10...+40 0 C.

M Luftelement av aluminium zink har en skivdesign (Fig. 17.9) och används främst för hörapparater. Anoden är gjord av pulvriserad zink. Katoden är en tunn katod gjord av aktivt kol, sot och en katalysator. Elektrolyten är vanligtvis koncentrerad. Med hjälp av ett speciellt membran, efter att ha öppnat hålet, fördelas luft jämnt över katodens yta. Elektrolyten passerar inte genom det hydrofoba skiktet. Sådana celler tillverkas med kapaciteter från 50 till 6300 mAh.

Batterier gjorda av mangan-zink-luftceller i prismatisk design används också för att driva navigationsutrustning, till exempel Liman- eller Baken-serien.