Novost obljublja, da bo po porabi energije za trikrat presegla litij-ionske baterije in ob tem stala polovico manj.

Upoštevajte, da zdaj zrak- cinkove baterije so izdelani samo v obliki elementov za enkratno uporabo ali "ponovno" ročno, to je z menjavo kartuše. Mimogrede, ta vrsta baterije je varnejša od litij-ionske, saj ne vsebuje hlapljivih snovi in ​​se zato ne more vžgati.

Glavna ovira za ustvarjanje polnilnih možnosti iz omrežja – to je baterij – je hitra degradacija naprave: elektrolit se deaktivira, oksidacijsko-redukcijske reakcije se upočasnijo in popolnoma ustavijo že po nekaj ciklih polnjenja.

Da bi razumeli, zakaj se to zgodi, moramo najprej opisati princip delovanja zračno-cinkovih elementov. Baterija je sestavljena iz zračne in cinkove elektrode ter elektrolita. Med praznjenjem zrak, ki prihaja od zunaj, ne brez pomoči katalizatorjev, tvori hidroksilne ione (OH -) v vodni raztopini elektrolita.

Oksidirajo cinkovo ​​elektrodo. Med to reakcijo se sprostijo elektroni, ki tvorijo tok. Med polnjenjem baterije poteka proces v nasprotni smeri: na zračni elektrodi nastaja kisik.

Prej se je med delovanjem polnilne baterije vodna raztopina elektrolita pogosto preprosto izsušila ali prodrla pregloboko v pore zračne elektrode. Poleg tega je bil odloženi cink porazdeljen neenakomerno in je tvoril razvejano strukturo, zaradi česar so se med elektrodami začeli pojavljati kratki stiki.

Novost je brez teh pomanjkljivosti. Posebni želirni in adstrigentni dodatki nadzorujejo vlažnost in obliko cinkove elektrode. Poleg tega so znanstveniki predlagali nove katalizatorje, ki so prav tako bistveno izboljšali delovanje elementov.

Doslej najboljša zmogljivost prototipov ne presega več sto ciklov polnjenja (foto ReVolt).

Generalni direktor ReVolta James McDougall verjame, da bodo prve izdelke, za razliko od sedanjih prototipov, polnili do 200-krat, kmalu pa bodo lahko dosegli oznako 300-500 ciklov. Ta indikator bo omogočil uporabo elementa, na primer v mobilni telefon ali prenosniki.

Prototip nove baterije so razvili v norveški raziskovalni fundaciji SINTEF, ReVolt pa izdelek komercializira (ilustracija ReVolt).

ReVolt razvija tudi cink-zračne baterije za električna vozila. Takšni izdelki spominjajo na gorivne celice. Cinkova suspenzija v njih igra vlogo tekoče elektrode, medtem ko je zračna elektroda sestavljena iz sistema cevi.

Električna energija se proizvaja s črpanjem suspenzije skozi cevi. Nastali cinkov oksid se nato shrani v drugem predelku. Ko se ponovno napolni, gre skozi isto pot in oksid se spremeni nazaj v cink.

Takšne baterije lahko proizvedejo več električne energije, saj je lahko prostornina tekoče elektrode veliko večja od prostornine zračne elektrode. McDougall verjame, da bi to vrsto celice lahko napolnili od dva do deset tisočkrat.

Elektrokemične tehnologije shranjevanja energije hitro napredujejo. NantEnergy ponuja poceni baterijo za shranjevanje energije cink-zrak.

Podjetje NantEnergy, ki ga vodi kalifornijski milijarder Patrick Soon-Shiong, je predstavilo cink-zračno baterijo, ki je znatno cenejša od svojih litij-ionskih analogov.

Cink-zračni akumulator energije

Baterija, "zaščitena s stotinami patentov", je namenjena uporabi v sistemih za shranjevanje energije v energetskem sektorju. Po podatkih NantEnergy je njegova cena manj kot sto dolarjev na kilovatno uro.

Naprava cink-zračne baterije je preprosta. Pri polnjenju električna energija pretvori cinkov oksid v cink in kisik. V fazi praznjenja v celici cink oksidira z zrakom. Ena baterija, zaprta v plastičnem ohišju, ni veliko večja od aktovke.

Cink ni redka kovina in cink-zračne baterije ne vplivajo na omejitve virov, o katerih govorimo pri litij-ionskih baterijah. Poleg tega slednji praktično ne vsebujejo okolju škodljivih elementov, cink pa se zelo enostavno reciklira za recikliranje.

Pomembno je omeniti, da naprava NantEnergy ni prototip, temveč proizvodni model, ki je bil v zadnjih šestih letih testiran "na tisočih različnih mestih". Te baterije so oskrbovale z energijo "več kot 200 tisoč ljudi v Aziji in Afriki in so bile uporabljene v več kot 1000 stolpih mobilna komunikacija Po vsem svetu".

Tako nizki stroški sistema za shranjevanje energije bodo omogočili "pretvorbo električnega omrežja v popolnoma brezogljični sistem, ki deluje 24 ur na dan", torej v celoti temelji na obnovljivih virih energije.

Cink-zrak baterije niso novost, izumili so jih v 19. stoletju in so v široki uporabi od 30. let prejšnjega stoletja. Glavno področje uporabe teh virov energije so slušni aparati, prenosne radijske postaje, fotografska oprema ... Določen znanstveni in tehnični problem je zaradi kemijskih lastnosti cinka predstavljalo ustvarjanje akumulatorskih baterij. Očitno je ta problem danes v veliki meri premagan. Podjetje NantEnergy je doseglo, da lahko baterija več kot 1000-krat ciklično napolni in izprazni, ne da bi se zmanjšala zmogljivost.

Med drugimi parametri, ki jih je določilo podjetje: 72 ur avtonomije in 20 let življenjske dobe sistema.

Glede števila ciklov in drugih značilnosti seveda obstajajo vprašanja, ki jih je treba razjasniti. Vendar pa nekateri strokovnjaki za shranjevanje energije verjamejo v tehnologijo. V raziskavi GTM decembra lani je osem odstotkov vprašanih izpostavilo cinkove baterije kot tehnologijo, ki bi lahko nadomestila litij-ionske v sistemih za shranjevanje energije.

Pred tem je vodja Tesle Elon Musk poročal, da bi lahko letos stroški litij-ionskih celic (celic), ki jih proizvaja njegovo podjetje, padli pod 100 $/kWh.

Pogosto slišimo, da je širjenje variabilnih obnovljivih virov energije, sončne in vetrne energije, domnevno upočasnjeno (bo upočasnjeno) zaradi pomanjkanja poceni tehnologij za shranjevanje energije.

To seveda ne drži, saj je hranilnik energije le eno od orodij za povečanje agilnosti (fleksibilnosti) elektroenergetskega sistema, ne pa edino orodje. Poleg tega se, kot lahko vidimo, elektrokemijske tehnologije shranjevanja energije hitro razvijajo. objavljeno

Če imate kakršna koli vprašanja o tej temi, jih postavite strokovnjakom in bralcem našega projekta.

Število ljudi, ki uporabljajo cink-zrak baterije kot vir energije za slušne aparate, se iz dneva v dan povečuje. Te baterije so okolju prijazne in zaradi povečane kapacitete zdržijo veliko dlje kot druge vrste baterij. Vendar pa je težko določiti natančno življenjsko dobo uporabljenega elementa, odvisno je od številnih dejavnikov. IN določene trenutke uporabniki imajo vprašanja in pritožbe.<Радуга Звуков>bo poskušal podati izčrpen odgovor na zelo pomembno vprašanje: od česa je torej odvisna življenjska doba baterije?

PREDNOSTI...

Že vrsto let so bile živosrebrove oksidne baterije glavni vir energije za slušne aparate. Vendar pa je sredi 90. postalo je jasno, da so popolnoma zastareli. Prvič, vsebovale so živo srebro – izjemno škodljivo snov. Drugič, pojavil se je digitalni SA, ki je začel hitro osvajati trg in predstavljati bistveno drugačne zahteve glede lastnosti baterij.

Tehnologijo živosrebrovega oksida je zamenjala tehnologija zrak-cink. Edinstvena je po tem, da ena od komponent (katoda) kemične baterije uporablja kisik iz okolja, ki vstopa skozi posebne luknje. Z odstranitvijo živega srebra ali srebrovega oksida, ki je do sedaj služil kot katoda, iz ohišja baterije se je sprostilo več prostora za cinkov prah. Zato je cink-zrak baterija bolj energijsko intenzivna v primerjavi ena z drugo. različni tipi baterije enake velikosti. S to genialno rešitvijo bo baterija cink-zrak ostala brez konkurence, dokler bo njena zmogljivost omejena z majhno prostornino današnjih miniaturnih SA.

Na pozitivni strani baterije je ena ali več lukenj (odvisno od velikosti), v katere vstopa zrak. Kemična reakcija, med katero nastane tok, poteka zelo hitro in je popolnoma zaključena v dveh do treh mesecih, tudi brez polnjenja baterije. Zato so med proizvodnim procesom te luknje prekrite z zaščitno folijo.

Za pripravo na delo je potrebno odstraniti nalepko in pustiti čas, da se učinkovina nasiči s kisikom (od 3 do 5 minut). Če baterijo začnete uporabljati takoj po odprtju, se bo aktivacija zgodila samo v površinski plasti snovi, kar bo pomembno vplivalo na življenjsko dobo.

Velikost baterije igra pomembno vlogo. Večja kot je, več je zalog aktivne snovi v njem in s tem več akumulirane energije. Zato ima baterija velikosti 675 največjo kapaciteto, baterija velikosti 5 pa najmanjšo. Kapaciteta baterije je odvisna tudi od proizvajalca. Na primer, za baterije velikosti 675 se lahko razlikuje od 440 mAh do 460 mAh.

IN LASTNOSTI

Prvič, napetost, ki jo napaja baterija, je odvisna od tega, kako dolgo je bila v uporabi, ali natančneje, od stopnje, do katere je bila izpraznjena. Nova cink-zrak baterija lahko oddaja do 1,4 volta, vendar le za kratek čas. Nato napetost pade na 1,25 V in traja dolgo časa. Na koncu življenjske dobe baterije napetost močno pade na vrednost manj kot 1 V.

Drugič, cink-zrak baterije delujejo bolje, čim topleje je v okolici. V tem primeru seveda ne smete preseči najvišje temperature, ki je določena za to vrsto baterije. To velja za vse baterije. Toda posebnost cink-zračnih baterij je, da je njihova zmogljivost odvisna tudi od vlažnosti zraka. Kemični procesi, ki se v njem pojavljajo, so odvisni od prisotnosti določene količine vlage. Preprosto povedano, bolj ko je vroče in vlažno, tem bolje (to velja samo za baterije CA!). In dejstvo, da vlaga negativno vpliva na druge komponente slušnega sistema, je druga stvar.

Tretjič, notranji upor baterij je odvisna od številnih dejavnikov: temperature, vlažnosti, časa delovanja in tehnologije, ki jo uporablja proizvajalec. Višji kot sta temperatura in vlaga, nižja je impedanca, kar blagodejno vpliva na delovanje slušnega sistema. Nova 675. baterija ima notranji upor 1-2 ohma. Vendar pa se lahko ob koncu življenjske dobe ta vrednost poveča na 10 ohmov, za 13. baterijo pa do 20 ohmov. Odvisno od proizvajalca se lahko ta vrednost močno razlikuje, kar povzroča težave, ko je zahtevana največja moč, navedena v podatkovnem listu.

Če je kritična poraba toka presežena, se zadnja stopnja ali celoten slušni sistem izklopi, da se lahko baterija obnovi. Če po<дыхательной паузы>baterija spet začne dajati tok v količini, ki zadostuje za delovanje, SA se ponovno vklopi. V mnogih slušnih sistemih ponovni zagon spremlja zvočni signal, enak tistemu, ki vas opozori na nizko napetost baterije. To pomeni, da je SA izklopljen zaradi velike porabe toka, ko je ponovno omogočanje alarm se oglasi, čeprav je baterija morda povsem nova. Do tega običajno pride, ko slušni aparat prejema zelo visok vhodni SPL in je slušni aparat nastavljen na polno moč.

Dejavniki, ki vplivajo na življenjsko dobo

Ena glavnih nalog akumulatorjev je zagotavljanje stalne oskrbe s tokom skozi celotno življenjsko dobo akumulatorja.

Življenjska doba baterije je odvisna predvsem od vrste CA, ki jo uporabljate. Analogne naprave praviloma porabijo več toka kot digitalne, zmogljive naprave pa več kot naprave z nizko porabo energije. Tipične vrednosti porabe toka za naprave srednje moči so od 0,8 do 1,5 mA, za naprave z visoko močjo in težke obremenitve pa od 2 do 8 mA.

Digitalni HA so na splošno varčnejši od analognih HA enake moči. Vendar imajo eno pomanjkljivost - v trenutku preklopa programov ali samodejnega delovanja zapletenih funkcij obdelave signalov (zmanjšanje hrupa, prepoznavanje govora itd.) Te naprave porabijo bistveno več toka kot v normalen način. Potreba po energiji lahko naraste ali pade, odvisno od funkcije obdelave signala, ki jo trenutno izvaja digitalno vezje, in celo od tega, ali korekcija pacientove izgube sluha zahteva drugačno ojačanje za različne vhodne SPL.

Na življenjsko dobo baterije vpliva tudi akustična situacija v okolju. V tihem okolju je raven zvočnega signala običajno nizka - približno 30-40 dB. V tem primeru je tudi signal, ki vstopa v SA, majhen. V hrupnem okolju, na primer v podzemni železnici, na vlaku, v službi ali na hrupni ulici, lahko raven zvočnega signala doseže 90 dB ali več (udarno kladivo je približno 110 dB). To vodi do povečanja ravni izhodnega signala SA in s tem do povečanega toka njegove porabe. Ob tem začnejo vplivati ​​tudi nastavitve naprave – z večjim ojačanjem je večja tudi poraba toka. Značilno je, da je ambientalni hrup koncentriran v nizkofrekvenčnem območju, zato se z večjim dušenjem nizkofrekvenčnega območja s tonsko regulacijo zmanjša tudi trenutna poraba.

Trenutna poraba naprav srednje moči ni preveč odvisna od nivoja vhodnega signala, pri močnih in super močnih SA pa je razlika kar velika. Na primer, pri dohodnem signalu z intenzivnostjo 60 dB (pri katerem je trenutna poraba SA normalizirana) je trenutna jakost 2-3 mA. Pri vhodnem signalu 90 dB (in enakih nastavitvah SA) se tok poveča na 15-20 mA.

Metoda ocenjevanja življenjske dobe baterije

Običajno je življenjska doba baterije ocenjena ob upoštevanju njene nazivne zmogljivosti in ocenjene trenutne porabe naprave, navedene v tehničnih podatkih (potni list) za napravo. Vzemimo tipičen primer: baterijo cink-zrak 675 s tipično kapaciteto 460 mAh.

Pri uporabi v napravi srednje moči s porabo toka 1,4 mA bo teoretična življenjska doba 460/1,4=328 ur. Pri nošenju aparata 10 ur na dan to pomeni več kot en mesec delovanja aparata (328/10=32,8).

Ko se močna naprava napaja v mirnem okolju (tokovna poraba 2 mA), bo življenjska doba 230 ur, to je približno tri tedne z 10-urno obrabo. Če pa je okolje hrupno, lahko trenutna poraba doseže 15-20 mA (odvisno od vrste naprave). V tem načinu bo življenjska doba 460/20=23 ur, tj. manj kot 3 dni. Seveda nihče ne hodi v takem okolju 10 ur, realni način pa bo mešan glede na trenutno porabo. torej podan primer preprosto ponazarja metodologijo izračuna z podajanjem ekstremnih življenjskih vrednosti. Običajno je življenjska doba baterije v zmogljivi napravi dva do tri tedne.

Uporabljajte baterije za slušne aparate (označene ali označene) priznanih proizvajalcev napajalnikov (GP, Renata, Energizer, Varta, Panasonic, Duracell Activair, Rayovac).

Ne zlomi se zaščitno folijo baterije (ne odpirajte), dokler niso vstavljene v slušni aparat.

Baterije hranite v pretisnih omotih pri sobni temperaturi in normalni vlažnosti. želja<сберечь>daljša baterija v hladilniku lahko privede do ravno nasprotnega rezultata - CA z novo baterijo sploh ne bo deloval.

Preden baterijo namestite v napravo, jo 3-5 minut hranite brez filma.

Izklopite SA, ko ni v uporabi. Ponoči odstranite vire napajanja iz naprave in pustite predal za baterije odprt.

Vstop kompaktnih cink-zračnih baterij na množični trg lahko bistveno spremeni razmere v tržnem segmentu majhnih avtonomnih napajalnikov za prenosnike in prenosnike. digitalne naprave.

energetski problem

v zadnjih letih pa se je močno povečala flota prenosnih računalnikov in različnih digitalnih naprav, od katerih so se številne pojavile na trgu pred kratkim. Ta proces se je izrazito pospešil zaradi vse večje priljubljenosti Mobilni telefoni. Po drugi strani pa je hitra rast števila prenosnih elektronskih naprav povzročila resno povečanje povpraševanja po avtonomnih virih električne energije, zlasti po različnih vrstah baterij in akumulatorjev.

Vendar pa je treba zagotoviti ogromno količino prenosne naprave baterije so samo ena plat problema. Tako se z razvojem prenosnih elektronskih naprav gostota pritrdilnih elementov in moč uporabljenih mikroprocesorjev povečata v samo treh letih, urna frekvenca uporabljenih procesorjev PDA se je povečala za red velikosti. Majhne enobarvne zaslone nadomeščajo barvni zasloni visoke ločljivosti z večjimi zasloni. Vse to vodi v povečanje porabe energije. Poleg tega je na področju prenosne elektronike jasen trend nadaljnje miniaturizacije. Ob upoštevanju zgornjih dejavnikov postane povsem očitno, da je povečanje porabe energije, moči, vzdržljivosti in zanesljivosti uporabljenih baterij eden najpomembnejših pogojev za zagotavljanje nadaljnji razvoj prenosne elektronske naprave.

Problem obnovljivih avtonomnih virov energije je v segmentu prenosnih računalnikov zelo pereč. Sodobne tehnologije omogočajo ustvarjanje prenosnih računalnikov, ki po funkcionalnosti in zmogljivosti praktično niso slabši od polnopravnih namiznih sistemov. Pomanjkanje dovolj učinkovitih avtonomnih virov energije pa uporabnike prenosnikov prikrajša za eno glavnih prednosti tovrstnih računalnikov – mobilnost. Dober pokazatelj za sodoben prenosnik, opremljen z litij-ionsko baterijo, je življenjska doba baterije približno 4 ure 1, vendar to očitno ni dovolj za polnopravno delo v mobilnih pogojih (na primer, let iz Moskve v Tokio traja približno 10 ur, od Moskve do Los Angelesa).Angeles skoraj 15).

Ena od rešitev problema povečanja časa življenjska doba baterije prenosni osebni računalniki je prehod z zdaj običajnih nikelj-metal-hidridnih in litij-ionskih baterij na kemične gorivne celice 2 . Najbolj obetavne z vidika uporabe v prenosnih elektronskih napravah in osebnih računalnikih so nizkotemperaturne gorivne celice, kot sta PEM (Proton Exchange Membrane) in DMCF (Direct Methanol Fuel Cells). Kot gorivo za te elemente se uporablja vodna raztopina metilnega alkohola (metanola) 3.

Vendar bi bilo na tej stopnji preveč optimistično, če bi prihodnost kemičnih gorivnih celic opisovali izključno v rožnatih barvah. Dejstvo je, da na poti množične razširjenosti gorivnih celic v prenosnih elektronskih napravah stojita vsaj dve oviri. Prvič, metanol je precej strupena snov, kar pomeni povečane zahteve glede tesnosti in zanesljivosti kartuš za gorivo. Drugič, za zagotovitev sprejemljive hitrosti kemičnih reakcij v gorivnih celicah z nizko delovno temperaturo je potrebna uporaba katalizatorjev. Celice PEM in DMCF trenutno uporabljajo katalizatorje iz platine in njenih zlitin, vendar so naravni viri te snovi majhni in njeni stroški visoki. Teoretično je platino možno nadomestiti z drugimi katalizatorji, vendar doslej nobeni od ekip, ki se ukvarjajo z raziskavami v tej smeri, ni uspelo najti sprejemljive alternative. Danes je tako imenovani problem platine morda najresnejša ovira za široko uporabo gorivnih celic v prenosnih osebnih računalnikih in elektronskih napravah.

1 To se nanaša na čas delovanja s standardno baterijo.

2 Več informacij o gorivnih celicah najdete v članku Gorivne celice: leto upanja, objavljenem v št. 1’2005.

3 Vodikove PEM celice so opremljene z vgrajenim pretvornikom za proizvodnjo vodika iz metanola.

Elementi zrak-cink

Čeprav avtorji številnih publikacij menijo, da so cink-zračne baterije in akumulatorji ena od podvrst gorivnih celic, to ni povsem res. Ko smo se seznanili z napravo in načelom delovanja cink-zračnih celic, tudi na splošno, lahko povsem nedvoumno sklepamo, da jih je bolj pravilno obravnavati kot ločen razred avtonomnih virov energije.

Zasnova cink-zračne celice vključuje katodo in anodo, ločeni z alkalnim elektrolitom in mehanskimi separatorji. Kot katoda se uporablja plinsko difuzijska elektroda (GDE), katere prepustna membrana omogoča pridobivanje kisika iz atmosferskega zraka, ki kroži skozi njo. "Gorivo" je cinkova anoda, ki se med delovanjem elementa oksidira, oksidacijsko sredstvo pa je kisik, pridobljen iz atmosferskega zraka, ki vstopa skozi "dihalne luknje".

Na katodi pride do reakcije elektroredukcije kisika, produkti katere so negativno nabiti hidroksidni ioni:

O 2 + 2H 2 O + 4e 4OH -.

Hidroksidni ioni se v elektrolitu premikajo do cinkove anode, kjer pride do reakcije oksidacije cinka s sproščanjem elektronov, ki se po zunanjem krogu vrnejo na katodo:

Zn + 4OH – Zn(OH) 4 2– + 2e.

Zn(OH) 4 2– ZnO + 2OH – + H 2 O.

Povsem očitno je, da celice cink-zrak ne spadajo v klasifikacijo kemičnih gorivnih celic: prvič, uporabljajo potrošno elektrodo (anodo), in drugič, gorivo je prvotno nameščeno v celici in se ne dovaja od zunaj. med delovanjem.

Napetost med elektrodama ene celice cink zračne celice je 1,45 V, kar je zelo blizu napetosti pri alkalnih (alkalnih) baterijah. Po potrebi lahko za večjo napajalno napetost združite več zaporedno povezanih celic v baterijo.

Cink je dokaj pogost in poceni material, zato pri množični proizvodnji elementov cink-zrak proizvajalci ne bodo imeli težav s surovinami. Poleg tega bodo tudi v začetni fazi stroški takšnih napajalnikov precej konkurenčni.

Pomembno je tudi, da so elementi zrak-cink zelo okolju prijazni izdelki. Materiali, uporabljeni za njihovo izdelavo, ne zastrupljajo okolja in se lahko po predelavi ponovno uporabijo. Reakcijski produkti elementov zrak-cink (voda in cinkov oksid) so tudi popolnoma varni za ljudi in okolje - cinkov oksid se uporablja celo kot glavna sestavina otroškega pudra.

Od operativnih lastnosti zračno-cinkovih elementov je treba omeniti takšne prednosti, kot so nizka hitrost samopraznjenje v neaktiviranem stanju in majhna sprememba velikosti napetosti med napredovanjem praznjenja (ravna krivulja praznjenja).

Določena pomanjkljivost elementov zrak-cink je vpliv relativne vlažnosti vstopnega zraka na lastnosti elementa. Na primer, za element cink-zrak, zasnovan za delovanje v pogojih 60% relativne vlažnosti zraka, s povečanjem vlažnosti na 90% se življenjska doba zmanjša za približno 15%.

Od baterij do akumulatorjev

Baterije za enkratno uporabo so cink-zračna celica, ki jo je najlažje uporabiti. Pri ustvarjanju zračno-cinkovih elementov velika številka in moč (na primer, zasnovana za napajanje pogonskih enot vozil), je mogoče kasete s cinkovo ​​anodo narediti zamenljive. V tem primeru je za obnovitev zaloge energije dovolj, da odstranite kaseto z rabljenimi elektrodami in namesto tega namestite novo. Izrabljene elektrode je mogoče predelati za ponovno uporabo z elektrokemijsko metodo v specializiranih podjetjih.

Če govorimo o kompaktnih baterijah, primernih za uporabo v prenosnih računalnikih in elektronskih napravah, potem je praktična izvedba možnosti z zamenljivimi kasetami s cinkovo ​​anodo zaradi majhnosti baterij nemogoča. Zato je večina kompaktnih cink zračnih celic, ki so trenutno na trgu, za enkratno uporabo. Cink-zračne baterije za enkratno uporabo majhne velikosti proizvajajo Duracell, Eveready, Varta, Matsushita, GP, pa tudi domače podjetje Energia. Glavni obseg takih napajalnikov so slušni aparati, prenosne radijske postaje, fotografska oprema itd.

Mnoga podjetja zdaj proizvajajo cink-zračne baterije za enkratno uporabo.

Pred nekaj leti je AER izdelal Power Slice cink-zrak ploščate baterije za prenosne računalnike. Ti elementi so bili zasnovani za Hewlett-Packardove prenosnike Omnibook 600 in Omnibook 800 serije; njihova življenjska doba baterije je bila od 8 do 12 ur.

Načeloma obstaja tudi možnost ustvarjanja polnilnih cink-zračnih celic (akumulatorjev), v katerih bo ob priključitvi zunanjega vira toka na anodi prišlo do reakcije redukcije cinka. Vendar pa praktično izvajanje takšnih projektov že dolgo ovirajo resne težave, ki jih povzročajo kemične lastnosti cinka. Cinkov oksid se dobro topi v alkalnem elektrolitu in se v raztopljeni obliki porazdeli po celotnem volumnu elektrolita in se odmika od anode. Zaradi tega se pri polnjenju iz zunanjega tokovnega vira geometrija anode v veliki meri spremeni: cink, reduciran iz oksida, se odloži na površino anode v obliki trakastih kristalov (dendritov), ​​ki so po obliki podobni dolgim ​​konicam. . Dendriti predrejo separatorje in povzročijo kratek stik v bateriji.

To težavo še poslabša dejstvo, da so za povečanje moči anode zračno-cinkovih celic izdelane iz zdrobljenega cinkovega prahu (to omogoča znatno povečanje površine elektrode). Tako se bo s povečanjem števila ciklov polnjenja in praznjenja površina anode postopoma zmanjševala, kar bo negativno vplivalo na delovanje celice.

Zinc Matrix Power (ZMP) je doslej največji uspeh dosegel na področju kompaktnih cink-zrak baterij. Strokovnjaki ZMP so razvili edinstveno tehnologijo Zinc Matrix, ki je omogočila rešitev glavnih težav, ki se pojavljajo v procesu polnjenja baterij. Bistvo te tehnologije je uporaba polimernega veziva, ki zagotavlja neoviran prodor hidroksidnih ionov, hkrati pa blokira gibanje cinkovega oksida, ki se raztopi v elektrolitu. Zahvaljujoč uporabi te rešitve se je mogoče izogniti opazni spremembi oblike in površine anode za vsaj 100 ciklov polnjenja in praznjenja.

Prednosti cink-zrak baterij so dolg čas delovanja in visoka specifična energijska intenzivnost, vsaj dvakrat večja od najboljših. litij-ionske baterije. Specifična energijska intenzivnost cink-zračnih baterij doseže 240 Wh na 1 kg teže, največja moč pa 5000 W/kg.

Po mnenju razvijalcev ZMP je danes mogoče ustvariti cink-zračne baterije za prenosne elektronske naprave (mobilne telefone, digitalne predvajalnike itd.) z energijsko zmogljivostjo približno 20 Wh. Najmanjša možna debelina takih napajalnikov je le 3 mm. Eksperimentalni prototipi cink-zračnih baterij za prenosnike imajo energijsko kapaciteto od 100 do 200 Wh.

Prototip cink-zračne baterije, ki ga je razvil Zinc Matrix Power

Druga pomembna prednost cink-zračnih baterij je popolna odsotnost tako imenovanega spominskega učinka. Za razliko od drugih vrst baterij je cink-zrak celice mogoče polniti pri kateri koli stopnji napolnjenosti, ne da bi pri tem ogrozili njihovo energijsko zmogljivost. Še več, za razliko od litijeve baterije elementi zrak-cink so veliko varnejši.

Na koncu je nemogoče ne omeniti enega pomembnega dogodka, ki je postal simbolično izhodišče za komercializacijo cinkovih zračnih celic: 9. junija lani je Zinc Matrix Power uradno objavil podpis strateškega sporazuma z Intel Corporation. V skladu s klavzulami tega sporazuma bosta ZMP in Intel združila moči pri razvoju nova tehnologija polnilne baterije za prenosnike. Med glavnimi cilji teh del je podaljšanje življenjske dobe baterije prenosnikov do 10 ur. Po obstoječem načrtu naj bi se prvi modeli prenosnikov, opremljenih s cink-zračnimi baterijami, pojavili v prodaji leta 2006.