旅行汽车网过来，锂离子。蒙大拿州西北部的一家初创公司报告说，它已解决了困扰锌空气电池开发的可充电问题，并将很快与主导的锂离子技术竞争。
ZAF Energy Systems首席技术官兼首席执行官Ron Brost报告说，他的研究团队开发了一种锌空气原型，其产生的能量是锂离子电池的两倍，而成本仅为其三分之一，其应用范围从为手机供电到飞机供电。
这项技术拥有四项（或正在申请中的）专利，是由具有四年历史的ViZn Energy Systems（以前称为Zinc Air，Incorporated）的分支机构开发的，该公司开始将其锌铁氧化还原网格电池商业化。
其他几家公司和研究实验室报告说，在最近几个月中，在制造锌空气电池方面取得了突破，包括Eos Systems和Fluidic Energy。
锌比锂离子具有很多明显的优势：锌是一种容易获得且廉价的矿物，全球资源总计19亿吨；它的成本约为锂的三分之一；它的重量只有锂在同类应用中的一半。尽管锂离子电池在某些试验中起火，但锌对环境无害，在用完电池后变成氧化锌（婴儿爽身粉的主要成分）。氧化锌易于回收； Brost声称ZAF电池本身可以回收。
但是，让我们看看ZAF科学家说他们的原型可以做什么。 Brost在白皮书中写道，研究机构和工业实验室已经验证了可充电锌空气电池的基本功能，但仍然存在三个基本问题：空气催化剂必须稳定，在放电过程中将氧气转化为氢氧化物，在充电过程中释放出氧气；必须保护锌电极免受空气氧化，以防止自放电，并且锌电极必须能够形成和重整数百次，而不会损失能量或使电池短路。碱性电解质不会因为暴露在连续的空气流中而流失水分，也不会与诸如二氧化碳之类的空气污染物发生反应。
Brost说ZAF原型电池解决了这些问题。
首先，他们达到了400 Wh / kg，而以前使用锌空气电池的标准是180 Wh / kg，这意味着该原型的能量输出至少是当前使用的锂离子电池的两倍。他们开发了一种高效的双向空气阴极，并使电池的所有三个组件都成为双向电池。他们已经开发出第一种用于电池的固态电解质。ZAF电池使用固体聚合物电解质来限制可以通过的氧气量，同时允许离子自由通过，而不是典型的液体或糊状碱性电解质。这大大增加了充电次数并延长了电池寿命。
Brost指出，锌电池中树枝状晶体形成的问题已通过专有的阳极和电解质设计得以解决，既限制了树枝状晶体的生长，又防止了短路。
ViZn的名誉主席兼ZAF电池专利持有人霍华德·威尔金斯（Howard Wilkins）报告说，ZAF获得了劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（Lawrence-Livermore National Labs）开发的燃料电池技术的许可。“这项技术是一种可机械充电的燃料电池[必须重建才能充电]。我们找到了使其可充电的方法。这使能量增加了300％，然后我们将其充电。”他说。
他说，ZAF电池中的电解质已被证明可充电500次，并且研究人员“正在努力超越这一范围。”当被问及500次充电是否足够时，威尔金斯指出，ZAF电池的寿命几乎是当今电池的三倍，因此，例如，在手机中，ZAF电池可能只需要每周充电一次，而不是几次一周。
威尔金斯曾经是医学研究人员，也是软性隐形眼镜的先驱之一。他说，ZAF技术在某种程度上类似于隐形眼镜的化学作用。威尔金斯说，在宾夕法尼亚州立大学和橡树岭国家实验室进行研究时，研究人员正在寻找一种能使氧气进入的隐形眼镜材料。相反，对于锌燃料电池，他们正在寻找一种使电解质离子导电的方法。 ，但限制氧气。
Brost团队的另一名成员被发现为蒙大拿州立大学的博士后。Adam Weisenstein在MSU从事催化剂的化合物研究已有多年。Weisenstein成为ZAF团队的一员，并开发了一种用于电池催化剂的钙钛矿的特殊配方，这对于创建高效的双向阴极至关重要。如今，Weisenstein是ZAF的资深科学家。
这是Brost在ZAF研究中提到的“偶然性”的一部分，该研究导致了今天的原型。他说，他对他们的研究发展如此之快感到惊讶-大约一两年，而不是三到五年。他说：“它演变为一个非常简单但非常优雅的系统。”“单个组件很有趣，但是将它们整合到这种三位一体的技术中将为我们提供非常出色的商业产品。”
田纳西州诺克斯维尔大学电力储能总督Thomas Zawodzinski证实了Brost和Wilkins的一般主张。“他们有一些行之有效的方法。他们肯定有可充电电池，”他在接受采访时说，“这始终是效率问题。”
橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Labs）主席Zawodzinski说，他认为ZAF处于原型开发的早期阶段–“这些材料不断改进的过程。”他说，他在实验室中测试了ZAF电池，“我们或多或少地验证了它们所显示的性能。”
Zawodzinski领导着宾州州立大学，凯斯西大学和孟菲斯大学的一组研究人员合成用于ZAF电解质的新材料。
Brost报告说，他们正在测试电导率和水化学性质，并尝试将Zawodzinski团队开发的各种材料装入电池。他说：“我们正在寻找一种能在不同温度，湿度和纬度下保持稳定的长寿命电池。”
ZAF的商业化模式是对其技术进行许可，并且他们正在与多家公司进行谈判。Brost预测，用于小型应用（如助听器）的商业化将需要大约一年的时间，而EV电池则需要3-5年。
位于蒙大拿州哥伦比亚瀑布的ZAF和ViZn Energy一直保持低调，并通过投资者提供的资金开展业务。他们一起雇用了约70名员工。
关于作者：琼·梅尔彻（Joan Melcher）是一位自由撰稿人和编辑，致力于能源和环境。她的故事出现在太平洋标准（Pacific Standard），《生物周期》（BioCycle），《高乡村新闻》和chinadialogue.com中。
