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Perché le batterie zinco-aria saranno un protagonista nell'accumulo di energia a lunga durata

Tra le molte sostanze chimiche utilizzate per la costruzione di batterie ad alta capacità, la combinazione zinco-aria è stata a lungo riconosciuta come altamente vantaggiosa per la sua sicurezza intrinseca, l'elevata densità di energia e l'abbondanza della sua materia prima combustibile (zinco e aria).


Qualcosa che vediamo con molte nuove tecnologie è che l'installazione può essere geograficamente dipendente o deve essere installata su vasta scala per diventare economica. Questa novità che si sta affacciando nel mercato può servire una vasta gamma di durate di stoccaggio su una scala flessibile, da kilowatt fino a megawatt.


Gli attributi chiave del sistema sono:

  • Il sistema a circuito chiuso continua a generare elettricità finché è disponibile il carburante (zinco e aria).

  • La potenza (kW) e l'energia (kWh) fornite dal sistema possono essere scalate indipendentemente: il disaccoppiamento di energia e potenza

  • Il sistema non utilizza né produce metalli, liquidi o gas tossici. Si fonda su una base chimica molto sicura.

  • Il carburante (zinco e aria) è abbondante, facilmente accessibile ed economico.

  • Basso tasso di autoscarica

  • Nessuna carica complicata o bilanciamento delle celle, offrendo una flessibilità operativa completa

  • Carica e scarica simultanee Catena di fornitura sicura: tutti i componenti possono essere acquistati localmente in ogni rispettivo mercato.



I tre componenti principali del sistema sono: il serbatoio del carburante in cui sono immagazzinate le particelle di zinco e un elettrolita di idrossido di potassio (KOH), la pila di celle in cui il carburante viene convertito in energia elettrica e l'unità di rigenerazione in cui l'energia elettrica viene riconvertita in carburante. Il carburante è costituito da particelle di zinco sospese in un elettrolita KOH. Durante il funzionamento, l'energia elettrica proveniente da una sorgente viene utilizzata per convertire l'ossido di zinco in particelle di metallo di zinco nell'unità di rigenerazione.

Il “carburante” di zinco così creato viene immagazzinato nel serbatoio fino a quando richiesto. Quando l'energia immagazzinata deve essere rilasciata, il combustibile di zinco viene pompato nella pila di celle dove reagisce con l'ossigeno atmosferico per produrre elettricità.


Lo zinco come combustibile ha un vantaggio rispetto ad altri metalli grazie alla sua abbondanza, al basso costo, alla compatibilità ambientale e alla facilità di stoccaggio e manipolazione. In una cella a combustibile zinco-aria, il reagente ossigeno che reagisce con il combustibile zinco viene prelevato dall'atmosfera. Il reagente non ha costi di materiale, non necessita di essere immagazzinato e non aggiunge alcun volume o massa al sistema. Pertanto, la cella a combustibile zinco-aria ha circa il doppio dell'energia specifica e della densità di energia di una cella a combustibile zinco-bromo / cloro comparabile.


La capacità energetica (in chilowattora) può essere variata modificando le dimensioni del serbatoio del carburante. Un sistema con più tempi di energia ma potenza identica può essere creato semplicemente quadruplicando le dimensioni del serbatoio del carburante. Poiché il serbatoio è un elemento passivo costruito in plastica, questa è un'alterazione relativamente semplice ed economica da apportare.

La velocità con cui il carburante può essere rigenerato (o il tempo di ricarica del sistema) può essere ridotta aumentando la quantità di pile di rigenerazione.


Esistono diverse tecnologie chiave che contribuiscono alle proprietà uniche del sistema. Queste tecnologie includono il design della pila del rigeneratore, della pila della cella a combustibile, delle membrane catodiche che separano i flussi di zinco e aria nella cella a combustibile e il fluidificatore che crea la miscela di zinco / KOH. L'architettura del sistema distribuito consente di realizzare la flessibilità della tecnologia di base in una varietà di configurazioni.

La conservazione a lunga durata fornisce molteplici valori a tutti i livelli della rete elettrica, sia dietro che davanti al contatore, o su microgrid ad isola.

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