Metall-õhk aku on aktiivne materjal, mis kasutab negatiivse elektroodina negatiivse elektroodi potentsiaaliga metalle, nagu magneesium, alumiinium, tsink, elavhõbe ja raud, ning positiivse elektroodina õhus olevat hapnikku või puhast hapnikku.Tsink-õhk aku on metall-õhk akude seerias enim uuritud ja laialdasemalt kasutatav aku.Viimase 20 aasta jooksul on teadlased teinud palju uuringuid sekundaarse tsink-õhkpatarei kohta.Jaapani Sanyo Corporation on tootnud suure mahutavusega sekundaarse tsink-õhk aku.Traktori tsink-õhk aku pingega 125V ja võimsusega 560A · h on välja töötatud õhu ja elektrohüdraulilise jõu tsirkulatsiooni meetodil.On teatatud, et seda on kasutatud sõidukites ja selle tühjendusvoolu tihedus võib ulatuda 80 mA / cm2 ja maksimum võib ulatuda 130 mA / cm2.Mõned Prantsusmaa ja Jaapani ettevõtted kasutavad tsink-õhk sekundaarvoolu tootmiseks tsingi läga tsirkuleerimise meetodit ning aktiivsete ainete taaskasutamine toimub väljaspool akut tegeliku erienergiaga 115 W · h/kg.

Metall-õhk aku peamised eelised:

1) Kõrgem erienergia.Kuna õhuelektroodis kasutatav aktiivne materjal on õhus olev hapnik, on see ammendamatu.Teoreetiliselt on positiivse elektroodi võimsus lõpmatu.Lisaks on aktiivne materjal väljaspool akut, seega on õhupatarei teoreetiline erienergia palju suurem kui üldisel metalloksiidelektroodil.Metallist õhkpatarei teoreetiline erienergia on üldiselt üle 1000W · h/kg, mis kuulub suure energiatarbega keemilise toiteallika alla.
(2) Hind on odav.Tsink-õhkpatareis ei kasutata elektroodidena kalleid väärismetalle ning aku materjalid on tavalised materjalid, mistõttu hind on odav.
(3) Stabiilne jõudlus.Eelkõige võib tsink-õhk aku töötada suure voolutihedusega pärast pulbrilise poorse tsinkelektroodi ja leeliselise elektrolüüdi kasutamist.Kui õhu asendamiseks kasutatakse puhast hapnikku, saab ka väljalaskevõimet oluliselt parandada.Teoreetilise arvutuse kohaselt saab voolutihedust suurendada umbes 20 korda.

Metall-õhk akul on järgmised puudused:

1), akut ei saa sulgeda, mis võib kergesti põhjustada elektrolüüdi kuivamist ja tõusu, mis mõjutab aku mahtuvust ja eluiga.Kui kasutatakse leeliselist elektrolüüti, võib see kergesti põhjustada ka karboniseerumist, mis suurendab aku sisemist takistust ja mõjutab tühjenemist.
2）, märgsalvestusvõime on halb, kuna akus oleva õhu difusioon negatiivsele elektroodile kiirendab negatiivse elektroodi isetühjenemist.
3), poorse tsingi kasutamine negatiivse elektroodina nõuab elavhõbeda homogeniseerimist.Elavhõbe ei kahjusta mitte ainult töötajate tervist, vaid saastab ka keskkonda ning see tuleb asendada elavhõbedavaba korrosiooniinhibiitoriga.

Metall-õhk aku on aktiivne materjal, mis kasutab negatiivse elektroodina negatiivse elektroodi potentsiaaliga metalle, nagu magneesium, alumiinium, tsink, elavhõbe ja raud, ning positiivse elektroodina õhus olevat hapnikku või puhast hapnikku.Metall-õhk aku elektrolüüdilahusena kasutatakse tavaliselt leeliselist elektrolüüdi vesilahust.Kui negatiivse elektroodina kasutatakse negatiivse elektroodi potentsiaaliga liitiumi, naatriumi, kaltsiumi jne, kuna need võivad reageerida veega, saab ainult mittevesipõhine orgaaniline elektrolüüt, näiteks fenooliresistentne tahke elektrolüüt, või anorgaaniline elektrolüüt, näiteks LiBF4 soolalahus. kasutada.

Magneesium-õhk aku

Iga negatiivse elektroodipotentsiaaliga metalli ja õhuelektroodi paar võib moodustada vastava metall-õhk aku.Magneesiumi elektroodipotentsiaal on suhteliselt negatiivne ja elektrokeemiline ekvivalent suhteliselt väike.Seda saab kasutada õhuelektroodiga sidumiseks, et moodustada magneesium-õhuaku.Magneesiumi elektrokeemiline ekvivalent on 0,454 g/(A · h) Ф=- 2,69 V. Magneesium-õhk aku teoreetiline erienergia on 3910 W · h/kg, mis on 3 korda suurem kui tsink-õhkpatareil ja 5~ 7 korda suurem kui liitiumaku oma.Magneesium-õhk aku negatiivne poolus on magneesium, positiivne poolus on õhuhapnik, elektrolüüd on KOH lahus, samuti saab kasutada neutraalset elektrolüüdi lahust.
Magneesiumioonakude peamised eelised on suur aku mahutavus, odav potentsiaal ja tugev ohutus.Magneesiumiooni kahevalentne omadus võimaldab kanda ja salvestada rohkem elektrilaenguid, mille teoreetiline energiatihedus on liitiumaku 1,5-2 korda suurem.Samal ajal on magneesiumi lihtne ekstraheerida ja see on laialt levinud.Hiinal on absoluutne ressursside eelis.Pärast magneesiumaku valmistamist on selle potentsiaalne kulueelis ja ressursiohutuse atribuut kõrgem kui liitiumaku.Ohutuse mõttes ei ilmu magneesiumdendriit magneesiumioonaku negatiivsele poolusele laadimis- ja tühjendustsükli ajal, mis võib vältida liitiumdendriidi kasvu liitiumakus, mis läbistab membraani ja põhjustab aku lühise, tulekahju ja tulekahju. plahvatus.Ülaltoodud eelised muudavad magneesiumi akul suurepärased arenguväljavaated ja -potentsiaal.

Seoses magneesiumpatareide uusima väljatöötamisega on Hiina Teaduste Akadeemia Qingdao energeetikainstituut teinud suuri edusamme magneesiumi sekundaarakude osas.Praegu on see läbi murdnud magneesiumi sekundaarakude tootmisprotsessi tehnilisest kitsaskohast ja välja töötanud ühe elemendi energiatihedusega 560Wh/kg.Lõuna-Koreas välja töötatud täieliku magneesium-õhuakuga elektrisõiduk suudab edukalt läbida 800 kilomeetrit, mis on neli korda suurem kui praeguste liitiumakuga sõidukite keskmine sõiduulatus.Mitmed Jaapani institutsioonid, sealhulgas Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Jaapani Tohoku Ülikool, Rixiang City, Miyagi prefektuur ja muud tööstus-ülikooli-uurimisasutused ja valitsusasutused edendavad aktiivselt magneesiumiõhuaku suure võimsusega uuringuid.Nanjingi ülikooli kaasaegse insenerikolledži uurimisrühm Zhang Ye ja teised kavandasid kahekihilise geelelektrolüüdi, mis kaitses magneesiummetalli anoodi ja reguleeris tühjendusprodukte ning saadi suure energiatihedusega magneesiumõhuaku ( 2282 W h · kg-1, mis põhineb kõigi õhuelektroodide ja magneesium-negatiivsete elektroodide kvaliteedil), mis on palju kõrgem kui magneesiumiõhupatareil, mille strateegiad kehtivad anoodi ja korrosioonivastase elektrolüüdi legeerimisel praeguses kirjanduses.
Üldiselt on magneesiumiaku praegu veel esialgse uurimise etapis ning laiaulatusliku reklaamimise ja rakendamiseni on veel pikk tee minna.