Budú batérie zinok-vzduch dopingom elektromobility?

Batérie zinok-vzduch (zinc-air) sa bežne používajú napríklad v naslúchacích prístrojoch, kde zúročia výhodu svojej vyššej energetickej hustoty (v porovnaní s Li-ion batériami) a nepotrebujú dodávať veľké prúdy. Ide však o primárne články, nie akumulátory.

Neskôr boli vyvinuté aj sekundárne (nabíjateľné) články zinc-air, ale zatiaľ sa rozšírili minimálne. Dôvodom sú problémy so životnosťou vzduchovej elektródy, nižší okamžitý výkon, aj tvorba dendritov. Naopak výhodou zinc-air batérií oproti Li-ion technológiám je vyššia energetická hustota (400 Wh/kg v porovnaní s 243 Wh/kg u batérií lítium-nikel-kobalt 18650) a nižšie výrobné náklady. Zinok je v zemskej kôre deväťkrát hojnejší ako lítium a je oveľa lacnejší.

Jednou z mála spoločností, ktorá dodáva akumulátory zinok-vzduch je Fluidic Energy z americkej Arizony. Jej batérie zvládnu slušných 5 000 nabíjacích cyklov, ale zameriava sa na energetické úložiská.

Mohli by zinc-air batérie vylepšiť elektromobilitu áut, prípadne aj lietadiel? Vedci z Edith Cowan University v Austrálii v novej štúdii tvrdia, že zinkovo-vzduchové batérie by mohli byť lepšou alternatívou ako lítium-iónové batérie na napájanie elektromobilov. Vďaka vyššej energetickej hustote uchová batéria rovnakej veľkosti viac energie, čo umožní dlhší dojazd.

Nový výskum umožnil inžinierom prepracovať batérie pomocou kombinácie materiálov ako uhlík, a minerálov na báze kobaltu, niklu a železa (CoNiFe).

Hlavný autor štúdie, Dr. Muhammad Azhar hovorí, že nabíjateľné zinkovo-vzduchové batérie sú čoraz príťažlivejšími pre ich nízku cenu, šetrnosť k životnému prostrediu, vysokú teoretickú hustotu energie a prirodzenú bezpečnosť. S príchodom novej generácie elektromobilov s dlhým dojazdom a elektrických lietadiel narastá potreba bezpečnejších, nákladovo efektívnejších a vysokovýkonných batériových systémov, ktoré dokážu prekonať schopnosti Li-ion batérií.

Batérie zinok-vzduch však majú určité problémy, ktoré je potrebné vyriešiť skôr, ako budú môcť byť široko prijaté. Jednou z nevýhod je, že vzduchová elektróda sa môže časom znehodnotiť, čo môže znížiť výkon batérie. Zinkovo-vzduchové batérie môžu byť tiež menej účinné pri nízkych teplotách.

Výskum má však podobný hendikep, ako mnoho iných „prevratných“ vyhlásení o batériových technológiách – je stále v počiatočnom štádiu. Výskumníci z Edith Cowan University sú síce optimistickí, a sú presvedčení, že by nové poznatky mohli viesť k vývoju komerčne životaschopných zinkovo-vzduchových batérií pre elektromobilitu, ale rovnako dobrých adeptov je v pomyselnom peletóne viacero. Spomeňme napríklad Li-ion batérie s pevným elektrolytom, alebo sodíkovo-iónové (Na-ion) batérie. Navyše Na-ion batérie sa už komerčne vyrábajú – dodávajú ich napríklad čínske spoločnosti HiNa Battery, alebo CATL, ba dokonca sa už aj nasadzujú v elektromobiloch.