Pozrite si
Zinok je dobre známy kov aj vďaka používaniu v galvanických (primárnych) zinkovo-uhlíkových, aj v alkalických batériových článkoch. Zinkovo-iónová batéria alebo Zn-ion batéria (skrátene ZIB), je však iný prípad. Termín zinkovo-iónová batéria je vyhradený pre dobíjacie (sekundárne) batérie, ktoré sa označujú aj ako nabíjateľné zinkové kovové batérie (rechargeable zinc metal batteries, RZMB). V porovnaní s Li-ion batériami ide o relatívne novú technológiu, ktorej výskum prebieha zhruba od roku 2011. Zinkovo-iónové batérie majú oproti Li-ion niektoré výhody, ale aj nevýhody, čo ich predurčuje hlavne na použitie v energetických úložiskách.
Švédska spoločnosť Enerpoly teraz spustila prevádzku vo svojej megafabrike na zinkovo-iónové batérie na severe Štokholmu, ktorá sa stala prvým výrobným závodom na hromadnú produkciu tohto typu batérií na svete.
Obsah pokračuje pod reklamou
Fabrika s rozlohou 6 500 m2, nazývaná Enerpoly Production Innovation Center, je navrhnutá na výrobnú kapacitu 100 MWh batérií ročne. Dosiahne ju však až v roku 2026. Podľa Enerpoly bude táto továreň vyrábať batérie na bezpečné skladovanie energie pre európskych odberateľov.
Zinkovo-iónová technológia spoločnosti Enerpoly využíva kovový zinok ako anódu, oxid manganičitý ako katódu a elektrolyt na vodnej báze. Pri vybíjaní sa kovový zinok na anóde rozpúšťa na ióny zinku. Tieto ióny sú prenášané cez elektrolyt a sú spotrebované na katóde, čím sa vyrába elektrina. Opačný postup platí počas nabíjania a umožňuje dobíjanie zinkovo-iónovej batérie.
V čom spočívajú výhody Zn-ion batérií oproti Li-ion? Zinok je v zemskej kôre deväťkrát hojnejší ako lítium a je oveľa lacnejší, pretože sa aj jednoduchšie ťaží. Vďaka tomu sú lacnejšie aj zinkovo-iónové batérie. Používajú elektrolyt na vodnej báze, čo znižuje riziko požiarov a výbuchov, môžu fungovať v širšom teplotnom rozsahu a vyžadujú menej údržby.
Hovorí sa, že majú dlhšiu životnosť ako Li-ion batérie, hoci tie v poslednej dobe tiež zaznamenali výrazný pokrok. Podľa neziskovej obchodnej asociácie International Zinc Association, ktorej členom je aj Enerpoly, batérie na báze zinku môžu vydržať až 20 rokov, zatiaľ čo lítiové batérie majú životnosť približne 12 rokov. Aj z tohto dôvodu sú Zn-ion batérie šetrnejšie k životnému prostrediu.
Zoznam výhod sa však „trochu“ zakalí, keď sa pozrieme na energetickú hustotu. V tomto ohľade zinkovo-iónové batérie za lítium-iónovými batériami výrazne zaostávajú, hoci pod pojmom Li-ion sa ukrýva širšie spektrum technológií. Na ilustráciu však dobre poslúži porovnanie s batériami, ktoré používa vo svojich elektromobiloch Tesla. Kým batériový článok Tesly typu 4680 má gravimetrickú energetickú hustotu 244 až 296 Wh/kg, zinkovo-iónový článok Enerpoly dosahuje energetickú hustotu len 106,4 Wh/kg. Batéria s porovnateľnou kapacitou by teda bola v prípade Zn-ion 2x až 3x ťažšia oproti lítiovej alternatíve.
To síce zinkovo-iónové batérie diskvalifikuje na použitie v elektromobiloch, ale lacnejšie, ekologickejšie a jednoduchšie riešenie ich naopak favorizuje pri energetických úložiskách, kde hmotnosť batérie nie je kritickým parametrom a naopak, dlhšia životnosť je výhodou.