بطارية الهواء الزنك. بطاريات الزنك الهوائية. استخدامها في المعينات السمعية. فوائد بطاريات السمع

إن إطلاق بطاريات الزنك والهواء المدمجة في السوق الشامل يمكن أن يغير بشكل كبير الوضع في قطاع السوق من مصادر الطاقة المستقلة صغيرة الحجم لأجهزة الكمبيوتر المحمولة و الأجهزة الرقمية.

مشكلة الطاقة

وفي السنوات الأخيرة، زاد أسطول أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الرقمية المختلفة بشكل ملحوظ، ولم يظهر الكثير منها في السوق إلا مؤخرًا. وقد تسارعت هذه العملية بشكل ملحوظ بسبب زيادة شعبيتها الهواتف المحمولة. وفي المقابل، فإن النمو السريع في عدد الأجهزة المحمولة الأجهزة الإلكترونيةتسبب في زيادة خطيرة في الطلب على مصادر الكهرباء المستقلة، على وجه الخصوص أنواع مختلفةالبطاريات والمراكم.

ومع ذلك، فإن الحاجة إلى توفير مبلغ ضخم أجهزة محمولةالعناصر الغذائية ليست سوى جانب واحد من المشكلة. وبالتالي، مع تطور الأجهزة الإلكترونية المحمولة، تزداد كثافة العناصر وقوة المعالجات الدقيقة المستخدمة فيها، وفي ثلاث سنوات فقط، زاد تردد الساعة لمعالجات المساعد الرقمي الشخصي المستخدمة بأمر من حيث الحجم. يتم استبدال الشاشات الصغيرة أحادية اللون بشاشات ملونة دقة عاليةوزيادة حجم الشاشة. كل هذا يؤدي إلى زيادة في استهلاك الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، هناك اتجاه واضح نحو مزيد من التصغير في مجال الإلكترونيات المحمولة. مع الأخذ في الاعتبار هذه العوامل، يصبح من الواضح تمامًا أن زيادة كثافة الطاقة والطاقة والمتانة والموثوقية للبطاريات المستخدمة هي أحد أهم الشروط لضمان مواصلة تطوير الأجهزة الإلكترونية المحمولة.

تعد مشكلة مصادر الطاقة المستقلة المتجددة حادة للغاية في قطاع أجهزة الكمبيوتر المحمولة. التقنيات الحديثةتسمح لك بإنشاء أجهزة كمبيوتر محمولة ليست عمليًا أقل شأناً من حيث وظائفها وأدائها مقارنة بالأجهزة الكاملة أنظمة سطح المكتب. ومع ذلك، فإن الافتقار إلى مصادر طاقة مستقلة فعالة بما فيه الكفاية يحرم مستخدمي الكمبيوتر المحمول من إحدى المزايا الرئيسية لهذا النوع من أجهزة الكمبيوتر - التنقل. من المؤشرات الجيدة لجهاز كمبيوتر محمول حديث مزود ببطارية ليثيوم أيون أن يبلغ عمر البطارية حوالي 4 ساعات 1، ولكن بالنسبة عمل كاملالخامس ظروف المحمولمن الواضح أن هذا لا يكفي (على سبيل المثال، تستغرق الرحلة من موسكو إلى طوكيو حوالي 10 ساعات، ومن موسكو إلى لوس أنجلوس حوالي 15 ساعة).

أحد الخيارات لحل مشكلة زيادة الوقت عمر البطاريةتمثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة تحولًا من بطاريات هيدريد معدن النيكل والليثيوم أيون الشائعة حاليًا إلى خلايا الوقود الكيميائية 2 . خلايا الوقود الواعدة من وجهة نظر التطبيق في الأجهزة الإلكترونية المحمولة وأجهزة الكمبيوتر هي خلايا الوقود ذات درجات حرارة التشغيل المنخفضة مثل PEM (غشاء تبادل البروتون) و DMCF (خلايا وقود الميثانول المباشرة). الوقود المستخدم لهذه العناصر هو المحلول المائيكحول الميثيل (الميثانول) 3.

ومع ذلك، في هذه المرحلة، سيكون من التفاؤل للغاية وصف مستقبل خلايا الوقود الكيميائي بألوان وردية فقط. الحقيقة هي أن هناك عائقين على الأقل أمام التوزيع الشامل لخلايا الوقود في الأجهزة الإلكترونية المحمولة. أولا، الميثانول مادة سامة إلى حد ما، مما يعني زيادة متطلبات ضيق وموثوقية خراطيش الوقود. ثانياً، لضمان معدلات مقبولة من التفاعلات الكيميائية في خلايا الوقود ذات درجات حرارة التشغيل المنخفضة، لا بد من استخدام المحفزات. حاليًا، تُستخدم المحفزات المصنوعة من البلاتين وسبائكه في خلايا PEM وDMCF، لكن الاحتياطيات الطبيعية لهذه المادة قليلة وتكلفتها مرتفعة. من الممكن نظريًا استبدال البلاتين بمحفزات أخرى، لكن حتى الآن لم يتمكن أي من الفرق المشاركة في الأبحاث في هذا الاتجاه من إيجاد بديل مقبول. واليوم، ربما تكون ما يسمى بمشكلة البلاتين هي العقبة الأكثر خطورة أمام التبني الواسع النطاق لخلايا الوقود في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الإلكترونية.

1 يشير هذا إلى وقت التشغيل من بطارية قياسية.

2 يمكن قراءة المزيد من المعلومات حول خلايا الوقود في مقالة "خلايا الوقود: عام من الأمل" المنشورة في العدد 1'2005.

تم تجهيز 3 خلايا PEM تعمل على غاز الهيدروجين بمحول مدمج لإنتاج الهيدروجين من الميثانول.

عناصر الهواء الزنك

على الرغم من أن مؤلفي عدد من المنشورات يعتبرون بطاريات ومراكم الهواء الزنك أحد الأنواع الفرعية لخلايا الوقود، إلا أن هذا ليس صحيحًا تمامًا. بعد التعرف على تصميم ومبدأ تشغيل عناصر الزنك والهواء، حتى بعبارات عامة، يمكننا التوصل إلى نتيجة لا لبس فيها تمامًا مفادها أنه من الأصح اعتبارها فئة منفصلة من مصادر الطاقة المستقلة.

يشتمل تصميم خلية الزنك الهوائية على كاثود وأنود مفصولين بواسطة إلكتروليت قلوي وفواصل ميكانيكية. يتم استخدام قطب نشر الغاز (GDE) ككاثود، حيث يسمح غشاءه المنفذ للماء بالحصول على الأكسجين من الهواء الجوي الذي يدور عبره. "الوقود" هو أنود الزنك، الذي يتأكسد في هذه العملية عملية العنصروالعامل المؤكسد هو الأكسجين الذي يتم الحصول عليه من الهواء الجوي الذي يدخل عبر "فتحات التنفس".

عند الكاثود، يحدث تفاعل الاختزال الكهربائي للأكسجين، وتكون منتجاته عبارة عن أيونات هيدروكسيد سالبة الشحنة:

يا 2 + 2 ح 2 يا +4 ه 4 أوه – .

تنتقل أيونات الهيدروكسيد في المحلول الكهربائي إلى أنود الزنك، حيث يحدث تفاعل أكسدة الزنك، مما يؤدي إلى إطلاق إلكترونات تعود إلى الكاثود من خلال دائرة خارجية:

Zn + 4OH – Zn(OH) 4 2– + 2e.

Zn(OH) 4 2– ZnO + 2OH – + H2O.

من الواضح تمامًا أن خلايا الزنك والهواء لا تندرج تحت تصنيف خلايا الوقود الكيميائي: أولاً، تستخدم قطبًا كهربائيًا مستهلكًا (الأنود)، وثانيًا، يتم وضع الوقود في البداية داخل الخلية، ولا يتم توفيره أثناء التشغيل من الخارج.

يبلغ الجهد بين أقطاب خلية واحدة من خلية الزنك والهواء 1.45 فولت، وهو قريب جدًا من البطاريات القلوية (القلوية). إذا لزم الأمر، للحصول على المزيد الجهد العاليمزود الطاقة، يمكنك دمج عدة خلايا متصلة متسلسلة في بطارية.

يعتبر الزنك مادة شائعة وغير مكلفة إلى حد ما، لذلك عند نشر الإنتاج الضخم لخلايا الهواء الزنك، لن يواجه المصنعون مشاكل مع المواد الخام. بالإضافة إلى ذلك، حتى في المرحلة الأولية، ستكون تكلفة إمدادات الطاقة هذه تنافسية للغاية.

ومن المهم أيضًا أن تكون عناصر هواء الزنك منتجات صديقة للبيئة للغاية. المواد المستخدمة في إنتاجها لا تسمم البيئة ويمكن إعادة استخدامها بعد إعادة التدوير. تعتبر منتجات تفاعل عناصر الهواء الزنك (الماء وأكسيد الزنك) آمنة تمامًا للبشر والبيئة، حتى أن أكسيد الزنك يستخدم كمكون رئيسي لبودرة الأطفال.

من بين الخصائص التشغيلية لعناصر الهواء الزنك، تجدر الإشارة إلى مزايا مثل سرعة منخفضةالتفريغ الذاتي في حالة عدم التنشيط وتغيير بسيط في قيمة الجهد مع تقدم التفريغ (منحنى التفريغ المسطح).

من العيوب المعينة لعناصر هواء الزنك تأثير الرطوبة النسبية للهواء الوارد على خصائص العنصر. على سبيل المثال، بالنسبة لخلية هواء الزنك المصممة للتشغيل في ظروف رطوبة الهواء النسبية بنسبة 60%، عندما تزيد الرطوبة إلى 90%، ينخفض ​​عمر الخدمة بنسبة 15% تقريبًا.

من البطاريات إلى البطاريات

الخيار الأسهل لتنفيذ خلايا الزنك الهوائية هو البطاريات التي يمكن التخلص منها. عند إنشاء عناصر الهواء الزنك حجم كبيروالطاقة (على سبيل المثال، المخصصة لتشغيل محطات توليد الطاقة عربة) يمكن استبدال أشرطة أنود الزنك. في هذه الحالة، لتجديد احتياطي الطاقة، يكفي إزالة الكاسيت مع الأقطاب الكهربائية المستخدمة وتثبيت واحدة جديدة في مكانها. يمكن استعادة الأقطاب الكهربائية المستخدمة لإعادة استخدامها باستخدام الطريقة الكهروكيميائية في المؤسسات المتخصصة.

إذا كنا نتحدث عن البطاريات المدمجة المناسبة للاستخدام في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الإلكترونية، فإن التنفيذ العملي للخيار بأشرطة أنود الزنك القابلة للاستبدال أمر مستحيل بسبب صغر حجم البطاريات. وهذا هو السبب في أن معظم خلايا الزنك الهوائية المدمجة الموجودة حاليًا في السوق يمكن التخلص منها. يتم إنتاج بطاريات الزنك والهواء صغيرة الحجم التي تستخدم لمرة واحدة من قبل شركات Duracell وEveready وVarta وMatsushita وGP، بالإضافة إلى شركة Energia المحلية. المجالات الرئيسية لتطبيق مصادر الطاقة هذه هي أدوات السمع وأجهزة الراديو المحمولة ومعدات التصوير الفوتوغرافي وما إلى ذلك.

حاليًا، تنتج العديد من الشركات بطاريات هوائية من الزنك يمكن التخلص منها

منذ بضع سنوات، أنتجت AER بطاريات هوائية من الزنك Power Slice مصممة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة. تم تصميم هذه العناصر لأجهزة الكمبيوتر المحمولة من سلسلة Hewlett-Packard's Omnibook 600 وOmnibook 800؛ تراوح عمر البطارية من 8 إلى 12 ساعة.

من حيث المبدأ، هناك أيضًا إمكانية إنشاء خلايا (بطاريات) زنك-هواء قابلة لإعادة الشحن، والتي عند توصيلها، مصدر خارجيالتيار عند الأنود، سيحدث تفاعل اختزال الزنك. ومع ذلك، فإن التنفيذ العملي لمثل هذه المشاريع أعاقته منذ فترة طويلة مشاكل خطيرة ناجمة عن الخواص الكيميائية للزنك. يذوب أكسيد الزنك جيدًا في المنحل بالكهرباء القلوي، وفي شكل مذاب، يتم توزيعه في جميع أنحاء حجم المنحل بالكهرباء، مبتعدًا عن الأنود. ولهذا السبب، عند الشحن من مصدر تيار خارجي، تتغير هندسة الأنود بشكل كبير: يتم ترسيب الزنك المستعاد من أكسيد الزنك على سطح الأنود في شكل بلورات شريطية (التشعبات)، على شكل مسامير طويلة. تخترق التشعبات الفواصل، مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي داخل البطارية.

تتفاقم هذه المشكلة بسبب حقيقة أنه لزيادة الطاقة، يتم تصنيع أنودات خلايا الهواء الزنك من مسحوق الزنك المسحوق (وهذا يسمح بزيادة كبيرة في مساحة سطح القطب). وبالتالي، مع زيادة عدد دورات تفريغ الشحنة، ستقل مساحة سطح الأنود تدريجيًا، مما يؤثر سلبًا على أداء الخلية.

حتى الآن، تم تحقيق أكبر نجاح في مجال إنشاء بطاريات الزنك والهواء المدمجة بواسطة Zinc Matrix Power (ZMP). لقد طور متخصصو ZMP تكنولوجيا فريدة من نوعهامصفوفة الزنك، والتي جعلت من الممكن حل المشاكل الرئيسية التي تنشأ أثناء شحن البطارية. جوهر هذه التكنولوجيا هو استخدام رابط البوليمر، الذي يضمن اختراق أيونات الهيدروكسيد دون عوائق، ولكن في الوقت نفسه يمنع حركة ذوبان أكسيد الزنك في المنحل بالكهرباء. بفضل استخدام هذا المحلول، من الممكن تجنب التغيرات الملحوظة في شكل ومساحة سطح الأنود لما لا يقل عن 100 دورة شحن وتفريغ.

تتمثل مزايا بطاريات الزنك والهواء في وقت التشغيل الطويل وكثافة الطاقة النوعية العالية، على الأقل ضعف أفضل بطاريات الليثيوم أيون. تصل كثافة الطاقة النوعية لبطاريات الزنك والهواء إلى 240 واط ساعة لكل 1 كجم من الوزن الطاقة القصوى 5000 واط/كجم.

وفقًا لمطوري ZMP، من الممكن اليوم إنشاء بطاريات زنك-هواء للأجهزة الإلكترونية المحمولة (الهواتف المحمولة، والمشغلات الرقمية، وما إلى ذلك) بسعة طاقة تبلغ حوالي 20 وات في الساعة. الحد الأدنى لسمك مصادر الطاقة هذه هو 3 مم فقط. تتمتع النماذج الأولية التجريبية لبطاريات الزنك والهواء لأجهزة الكمبيوتر المحمولة بقدرة طاقة تتراوح من 100 إلى 200 واط في الساعة.

نموذج أولي لبطارية الزنك والهواء التي ابتكرها متخصصو Zinc Matrix Power

ميزة أخرى مهمة لبطاريات الزنك والهواء هي الغياب التام لما يسمى بتأثير الذاكرة. على عكس الأنواع الأخرى من البطاريات، يمكن إعادة شحن خلايا الزنك والهواء عند أي مستوى شحن دون المساس بقدرتها على الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، على عكس بطاريات الليثيوم، تعتبر خلايا الزنك والهواء أكثر أمانًا.

في الختام، من المستحيل عدم ذكر حدث مهم واحد، والذي أصبح نقطة انطلاق رمزية على طريق تسويق خلايا الزنك الهوائية: في 9 يونيو من العام الماضي، أعلنت شركة Zinc Matrix Power رسميًا عن توقيع اتفاقية استراتيجية مع Intel مؤسَّسة. وبموجب شروط هذه الاتفاقية، ستتعاون شركتا ZMP وIntel لتطوير تقنية بطاريات جديدة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة. ومن بين الأهداف الرئيسية لهذا العمل زيادة عمر بطارية أجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى 10 ساعات. ووفقا للخطة الحالية، ينبغي أن تظهر النماذج الأولى من أجهزة الكمبيوتر المحمولة المجهزة ببطاريات الزنك والهواء للبيع في عام 2006.

امنح نفسك متعة التواصل اليومي

تقوم الشركة العالمية WIDEX بتصنيع وبيع المعينات السمعية منذ عام 1956. نعمل باستمرار على تحسين الأجهزة لضمان السمع والراحة الأمثل لعملائنا.

تشتمل مجموعة WIDEX من المعينات السمعية على خمس فئات:

• غالي؛ عمل؛ راحة؛ ميزانية؛ اقتصاد

إيجابياتنا

إذا كنت تعاني من صعوبة في السمع، اتصل بمركز السمع WIDEX - وسنساعدك على حل المشكلة. سيقوم المتخصصون لدينا باختيار الأجهزة التي تناسب احتياجاتك الفردية. بمساعدتنا، سوف تستعيد القدرة على سماع مجموعة واسعة من الأصوات.

أنيق مظهر

تشتمل مجموعة مراكز السمع لدينا على مجموعة كاملة الخط الواصلأجهزة ذات أشكال وألوان حديثة: سماعة أذن مصغرة، أنيقة مع جهاز استقبال في الأذن، كلاسيكية خلف الأذن. حصلت أجهزة وملحقات Widex على جوائز التصميم العالمية - RED DOT Design، وGood Design، وIF Design Award

الصوت الطبيعي للأجهزة

تعمل أجهزة Widex على جعل الأصوات قابلة للتمييز، والكلام واضح، والضوضاء غير مزعجة بفضل عدد من تقنيات Widex الحاصلة على براءة اختراع - صيغة تضخيم Widex، ومضخم صوت الكلام، وقمع ضوضاء الخلفية الهادئة، وضغط Inter Ear، ونطاق إدخال واسع للأصوات من 5 ديسيبل إلى 113 ديسيبل، HD محدد المواقع وTruSound Softner وتقنيات أخرى.

تاكيد الجودة

نحن نعمل وفقًا للمعايير الدنماركية الواسعة. هناك مجموعة كاملة من التصاريح الدولية والروسية، وهي تؤكد موثوقية وسلامة الأجهزة. نحن نراقب بانتظام الجودة ورضا المستخدمين.

السعر شامل

تشمل تكلفة المعينات السمعية جميع الاستشارات والصيانة اللازمة طوال عمر المعينة السمعية. يقوم متخصص شخصي بإرشاد المستخدم في المكتب، عبر الهاتف أو من خلال الاستشارة عبر الإنترنت على الموقع الإلكتروني.

الحد الأدنى لفترات الخدمة

فترات الضمانتستغرق الإصلاحات في مركز خدمة Widex المعتمد في موسكو من 2 إلى 3 أيام عمل. نقوم بتسليم الأجهزة إلى موسكو وإعادتها أسبوعيًا على نفقة شركتنا من خلال مراكز السمع الإقليمية Widex. يمكنك مراقبة حالة عمل الخدمة.

راحة الاستخدام والتشغيل المستقر للأجهزة

يتم تصنيع العلب الفردية للأجهزة داخل القناة وداخل الأذن وسماعات الأذن الفردية باستخدام تقنية CAMISHA Widex 3D. إنها تتلاءم بشكل مريح مع أذني المستخدم، لأنها تتوافق تمامًا مع انطباعات قنوات الأذن. يضمن الملاءمة الدقيقة والحجم الأمثل للمنتجات التشغيل الصحيح لأنظمة الجهاز والمظهر الجذاب للجهاز.

تتقدم تقنيات تخزين الطاقة الكهروكيميائية بسرعة. تقدم شركة NantEnergy بطارية لتخزين طاقة الزنك والهواء بميزانية محدودة.

طرحت شركة NantEnergy، بقيادة الملياردير من كاليفورنيا باتريك سون شيونج، بطارية طاقة الزنك والهواء (بطارية الزنك والهواء)، والتي تعد تكلفتها أقل بكثير من نظيراتها من الليثيوم أيون.

تراكم الطاقة بالزنك والهواء

البطارية "المحمية بمئات براءات الاختراع" مخصصة للاستخدام في أنظمة تخزين الطاقة في صناعة المرافق. وبحسب شركة NantEnergy، فإن تكلفتها أقل من مائة دولار لكل كيلووات/ساعة.

تصميم بطارية الزنك والهواء بسيط. عند الشحن، تحول الكهرباء أكسيد الزنك إلى زنك وأكسجين. أثناء مرحلة التفريغ في الخلية، يتأكسد الزنك بالهواء. بطارية واحدة، محاطة بعلبة بلاستيكية، ليست أكبر بكثير من حجم الحقيبة.

الزنك ليس معدنًا نادرًا، وقد تمت مناقشة محدودية الموارد فيما يتعلق به بطاريات الليثيوم أيون‎لا تتأثر بطاريات الزنك والهواء. بالإضافة إلى ذلك، لا يحتوي الأخير عمليا على أي عناصر ضارة بالبيئة، ويتم إعادة تدوير الزنك بسهولة للاستخدام الثانوي.

من المهم أن نلاحظ أن جهاز NantEnergy ليس نموذجًا أوليًا، ولكنه نموذج الإنتاجوالتي تم اختبارها على مدى السنوات الست الماضية "في آلاف الأماكن المختلفة". ووفرت هذه البطاريات الطاقة لـ"أكثر من 200 ألف شخص في آسيا وإفريقيا، واستخدمت في أكثر من 1000 برج" الاتصالات الخلويةفي جميع أنحاء العالم".

إن نظام تخزين الطاقة منخفض التكلفة هذا سوف "يتحول". الشبكة الكهربائيةإلى نظام خالٍ تمامًا من الكربون على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، أي يعتمد بالكامل على مصادر الطاقة المتجددة.

بطاريات الزنك والهواء ليست جديدة، فقد تم اختراعها في القرن التاسع عشر واستخدمت على نطاق واسع منذ ثلاثينيات القرن الماضي. المجالات الرئيسية لتطبيق مصادر الطاقة هذه هي أدوات السمع وأجهزة الراديو المحمولة ومعدات التصوير الفوتوغرافي... إحدى المشاكل العلمية والتقنية التي سببتها الخواص الكيميائية للزنك كانت إنشاء البطاريات القابلة لإعادة الشحن. ومن الواضح أن هذه المشكلة قد تم التغلب عليها الآن إلى حد كبير. حققت NantEnergy قدرة البطارية على تكرار دورة الشحن والتفريغ أكثر من 1000 مرة دون تدهور.

ومن بين المعالم الأخرى التي أشارت إليها الشركة: 72 ساعة من الاستقلالية وعمر خدمة النظام 20 عامًا.

وبطبيعة الحال، هناك أسئلة تتعلق بعدد الدورات والخصائص الأخرى التي تحتاج إلى توضيح. ومع ذلك، فإن بعض خبراء تخزين الطاقة يؤمنون بهذه التكنولوجيا. في استطلاع أجرته GTM في ديسمبر الماضي، أشار ثمانية بالمائة من المشاركين إلى بطاريات الزنك باعتبارها تقنية يمكن أن تحل محل أيون الليثيوم في أنظمة تخزين الطاقة.

وفي وقت سابق، أفاد رئيس شركة تسلا، إيلون ماسك، أن تكلفة خلايا أيون الليثيوم التي تنتجها شركته قد تنخفض إلى أقل من 100 دولار/كيلوواط ساعة هذا العام.

كثيرا ما نسمع أن انتشار مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة، الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، من المفترض أن يتباطأ (سوف يتباطأ) بسبب عدم توفر تقنيات تخزين الطاقة الرخيصة.

هذا بالطبع ليس هو الحال، لأن أجهزة تخزين الطاقة ليست سوى إحدى الأدوات لزيادة خفة الحركة (المرونة) لنظام الطاقة، ولكنها ليست الأداة الوحيدة. بالإضافة إلى ذلك، كما نرى، تتطور تقنيات تخزين الطاقة الكهروكيميائية بوتيرة سريعة. نشرت

إذا كانت لديك أية أسئلة حول هذا الموضوع، فاطرحها على الخبراء والقراء في مشروعنا.

يعد المنتج الجديد بتجاوز بطاريات الليثيوم أيون في كثافة الطاقة بثلاثة أضعاف وفي نفس الوقت يكلف نصف ذلك.

لاحظ أنه يتم الآن إنتاج بطاريات الزنك والهواء فقط في شكل خلايا يمكن التخلص منها أو "قابلة لإعادة الشحن" يدويًا، أي عن طريق تغيير الخرطوشة. بالمناسبة، هذا النوع من البطاريات أكثر أمانا من بطاريات الليثيوم أيون، لأنه لا يحتوي على مواد متطايرة، وبالتالي لا يمكن أن يشتعل.

العقبة الرئيسية أمام إنشاء خيارات قابلة لإعادة الشحن - أي البطاريات - هي التدهور السريع للجهاز: يتم إلغاء تنشيط المنحل بالكهرباء، وتتباطأ تفاعلات تقليل الأكسدة وتتوقف تمامًا بعد بضع دورات إعادة شحن.

لفهم سبب حدوث ذلك، يجب علينا أولاً وصف مبدأ تشغيل خلايا الزنك الهوائية. تتكون البطارية من أقطاب الهواء والزنك والكهارل. أثناء التفريغ، يشكل الهواء القادم من الخارج، بمساعدة المحفزات، أيونات الهيدروكسيل (OH -) في محلول الإلكتروليت المائي.

أنها أكسدة القطب الزنك. خلال هذا التفاعل، يتم إطلاق الإلكترونات، وتشكيل تيار. أثناء شحن البطارية، تستمر العملية الجانب المعاكس: يتم إنتاج الأكسجين عند قطب الهواء.

في السابق، أثناء تشغيل بطارية قابلة لإعادة الشحن، غالبًا ما يجف محلول الإلكتروليت المائي أو يخترق بعمق في مسام قطب الهواء. بالإضافة إلى ذلك، تم توزيع الزنك المترسب بشكل غير متساو، مما أدى إلى تشكيل بنية متفرعة، مما تسبب في حدوث دوائر قصيرة بين الأقطاب الكهربائية.

المنتج الجديد خالي من هذه العيوب. تتحكم الإضافات التبلورية والقابضة الخاصة في رطوبة وشكل قطب الزنك. بالإضافة إلى ذلك، اقترح العلماء محفزات جديدة، والتي أدت أيضًا إلى تحسين أداء العناصر بشكل كبير.

حتى الآن، أفضل أداء للنماذج الأولية لا يتجاوز مئات دورات إعادة الشحن (الصورة من ReVolt).

ويعتقد جيمس ماكدوغال، الرئيس التنفيذي لشركة ReVolt، أن المنتجات الأولى، على عكس النماذج الأولية الحالية، سيتم إعادة شحنها حتى 200 مرة، وستكون قادرة قريبًا على الوصول إلى 300-500 دورة. سيسمح هذا المؤشر باستخدام العنصر، على سبيل المثال، في هاتف خليويأو أجهزة الكمبيوتر المحمولة.

النموذج المبدئي بطارية جديدةتم تطويره بواسطة مؤسسة الأبحاث النرويجية SINTEF، وتقوم ReVolt بتسويق المنتج تجاريًا (الصورة من ReVolt).

وتقوم شركة ReVolt أيضًا بتطوير بطاريات الزنك والهواء للسيارات الكهربائية. تشبه هذه المنتجات خلايا الوقود. يلعب تعليق الزنك فيها دور القطب السائل، بينما يتكون قطب الهواء من نظام من الأنابيب.

يتم توليد الكهرباء عن طريق ضخ التعليق عبر الأنابيب. يتم بعد ذلك تخزين أكسيد الزنك الناتج في حجرة أخرى. وعند إعادة شحنه، يستمر على نفس المسار، ويتحول الأكسيد مرة أخرى إلى الزنك.

يمكن لهذه البطاريات إنتاج المزيد من الكهرباء، لأن حجم القطب السائل يمكن أن يكون أكبر بكثير من حجم قطب الهواء. ويعتقد ماكدوغال أن هذا النوع من الخلايا سيكون قادراً على إعادة الشحن ما بين ألفين وعشرة آلاف مرة.

تعتبر بطاريات الزنك والهواء أكثر موثوقية من سابقاتها: فهي لا تتسرب. وهذا يعني أن البطارية التي تتدهور فجأة لن تلحق الضرر بجهاز السمع الخاص بك. ومع ذلك، فإن بطاريات الزنك والهواء الجديدة موثوقة تمامًا ونادرًا ما تتوقف عن العمل قبل الأوان. ولكن لديهم أيضا خصائصهم الخاصة.

إذا لم تكن بحاجة إلى تغيير البطاريات الموجودة في معينتك السمعية، فلا ينبغي عليك إزالة العبوة من البطارية. قبل الاستخدام، يتم إغلاق هذه البطارية بفيلم خاص يمنع اختراق الهواء. بمجرد إزالة الفيلم، يتفاعل الكاثود (الأكسجين) والأنود (مسحوق الزنك). يجب أن نتذكر ذلك: إذا قمت بإزالة الفيلم، تفقد البطارية الشحن، بغض النظر عما إذا كان قد تم وضعه في الجهاز أم لا.

تعد بطاريات الزنك والهواء جيلًا جديدًا من البطاريات التي تتمتع بمزايا جدية مقارنة بسابقاتها. مما لا شك فيه أنها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وأكثر متانة نظرًا لقدرتها الأكبر. كاثود البطارية ليس من أكسيد الفضة أو الزئبق، كما هو الحال في البطاريات الأخرى، ولكنه أكسجين يتم الحصول عليه من الهواء. يحدث التفاعل بين الكاثود والأنود بالتساوي طوال فترة تشغيل البطارية بأكملها. لن تحتاج المعينة السمعية إلى إعادة تكوينها بشكل مستمر وتغيير مستوى الصوت بسبب ضعف البطارية. يستخدم مسحوق الزنك كأنود، وهو موجود بكميات أكبر بكثير من الأنود الموجود في بطاريات الجيل السابق - وهذا يضمن كثافة الطاقة الخاصة به.

يمكنك ملاحظة انخفاض مستوى البطارية من خلال هذا "العرض" المميز: بعد دقائق قليلة من تشغيل المعينة السمعية، تصبح صامتة فجأة. هذه إشارة إلى أن الوقت قد حان لتغيير البطاريات.

1. يوصى باستخدام البطارية حتى النهاية ثم تغييرها على الفور. يجب عدم تخزين البطاريات المستعملة.
2. يجب اختيار البطاريات وفقًا للحجم المحدد في وصف المعينة السمعية.
3. أبعد البطاريات عن الأجسام المعدنية! يثير المعدن إغلاق الاتصال، وهذا سيؤدي إلى تلف المنتج.
4. يُنصح بحمل بطارية احتياطية معك، ووضعها في حقيبة حماية خاصة.
5. عند تركيب البطارية، من المهم جدًا تحديد مكان جانبها "الإضافي" (وهو أكثر محدبًا وبه فتحات للهواء).
6. إدخال بطارية جديدة، انتظر بضع دقائق بعد التمزيق فيلم واقية: يجب أن تكون المادة الفعالة مشبعة بالأكسجين قدر الإمكان. وهذا ضروري لعمر البطارية الكامل. إذا كنت في عجلة من أمرك، فسوف يصبح الأنود مشبعًا بالأكسجين فقط على السطح، وسوف تنفد البطارية قبل الأوان.
7. عندما لا تستخدم معينتك السمعية، يجب إيقاف تشغيلها وإزالة البطاريات.

8. يجب تخزين البطاريات في أوعية خاصة، في درجة حرارة الغرفة وبعيداً عن متناول الأطفال.