धातु-वायु बैटरी एक सक्रिय सामग्री है जो नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता वाली धातुओं का उपयोग करती है, जैसे कि मैग्नीशियम, एल्यूमीनियम, जस्ता, पारा और लोहा, नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में हवा में ऑक्सीजन या शुद्ध ऑक्सीजन।मेटल-एयर बैटरी श्रृंखला में जिंक-एयर बैटरी सबसे अधिक शोधित और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली बैटरी है।पिछले 20 सालों में वैज्ञानिकों ने सेकेंडरी जिंक-एयर बैटरी पर काफी शोध किया है।जापान के सान्यो कॉर्पोरेशन ने एक बड़ी क्षमता वाली सेकेंडरी जिंक-एयर बैटरी का उत्पादन किया है।ट्रैक्टर के लिए 125V के वोल्टेज और 560A · h की क्षमता वाली जिंक-एयर बैटरी को हवा और इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक बल परिसंचरण की विधि का उपयोग करके विकसित किया गया है।यह बताया गया है कि इसे वाहनों में लगाया गया है, और इसका डिस्चार्ज करंट घनत्व 80mA / cm2 तक पहुंच सकता है, और अधिकतम 130mA / cm2 तक पहुंच सकता है।फ़्रांस और जापान की कुछ कंपनियाँ ज़िंक-वायु द्वितीयक धारा उत्पन्न करने के लिए ज़िंक घोल को परिचालित करने की विधि का उपयोग करती हैं, और सक्रिय पदार्थों की रिकवरी बैटरी के बाहर की जाती है, जिसकी वास्तविक विशिष्ट ऊर्जा 115W · h/kg है

मेटल-एयर बैटरी के मुख्य लाभ:

1) उच्च विशिष्ट ऊर्जा।चूंकि एयर इलेक्ट्रोड में प्रयुक्त सक्रिय सामग्री हवा में ऑक्सीजन है, यह अटूट है।सिद्धांत रूप में, सकारात्मक इलेक्ट्रोड की क्षमता अनंत है।इसके अलावा, सक्रिय सामग्री बैटरी के बाहर है, इसलिए वायु बैटरी की सैद्धांतिक विशिष्ट ऊर्जा सामान्य धातु ऑक्साइड इलेक्ट्रोड की तुलना में बहुत बड़ी है।धातु वायु बैटरी की सैद्धांतिक विशिष्ट ऊर्जा आम तौर पर 1000W · एच / किग्रा से अधिक होती है, जो उच्च ऊर्जा रासायनिक बिजली आपूर्ति से संबंधित होती है।
(2) कीमत सस्ती है।जिंक-एयर बैटरी महंगी कीमती धातुओं का इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग नहीं करती है, और बैटरी सामग्री सामान्य सामग्री है, इसलिए कीमत सस्ती है।
(3) स्थिर प्रदर्शन।विशेष रूप से, जस्ता-वायु बैटरी पाउडर झरझरा जस्ता इलेक्ट्रोड और क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करने के बाद उच्च वर्तमान घनत्व पर काम कर सकती है।यदि हवा को बदलने के लिए शुद्ध ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है, तो निर्वहन प्रदर्शन में भी काफी सुधार किया जा सकता है।सैद्धांतिक गणना के अनुसार, वर्तमान घनत्व को लगभग 20 गुना बढ़ाया जा सकता है।

मेटल-एयर बैटरी के निम्नलिखित नुकसान हैं:

1) बैटरी को सील नहीं किया जा सकता है, जो इलेक्ट्रोलाइट के सूखने और बढ़ने का कारण बनता है, जिससे बैटरी की क्षमता और जीवन प्रभावित होता है।यदि क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग किया जाता है, तो कार्बोनेशन का कारण बनना भी आसान होता है, जिससे बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाता है और डिस्चार्ज प्रभावित होता है।
2) गीला भंडारण प्रदर्शन खराब है, क्योंकि बैटरी में नकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए हवा का प्रसार नकारात्मक इलेक्ट्रोड के स्व-निर्वहन को तेज करेगा।
3) नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में झरझरा जस्ता के उपयोग के लिए पारा समरूपीकरण की आवश्यकता होती है।पारा न केवल श्रमिकों के स्वास्थ्य को नुकसान पहुँचाता है बल्कि पर्यावरण को भी प्रदूषित करता है, और इसे गैर-पारा संक्षारण अवरोधक द्वारा प्रतिस्थापित करने की आवश्यकता होती है।

धातु-वायु बैटरी एक सक्रिय सामग्री है जो नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता वाली धातुओं का उपयोग करती है, जैसे कि मैग्नीशियम, एल्यूमीनियम, जस्ता, पारा और लोहा, नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में हवा में ऑक्सीजन या शुद्ध ऑक्सीजन।क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट जलीय घोल का उपयोग आमतौर पर धातु-वायु बैटरी के इलेक्ट्रोलाइट समाधान के रूप में किया जाता है।यदि अधिक नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता वाले लिथियम, सोडियम, कैल्शियम आदि का उपयोग नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में किया जाता है, क्योंकि वे पानी के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, केवल गैर-जलीय कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट जैसे कि फिनोल-प्रतिरोधी ठोस इलेक्ट्रोलाइट या अकार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट जैसे LiBF4 नमक समाधान कर सकते हैं इस्तेमाल किया गया।

मैग्नीशियम-वायु बैटरी

नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता और वायु इलेक्ट्रोड वाली धातु की कोई भी जोड़ी इसी धातु-वायु बैटरी का निर्माण कर सकती है।मैग्नीशियम की इलेक्ट्रोड क्षमता अपेक्षाकृत नकारात्मक है और इलेक्ट्रोकेमिकल समतुल्य अपेक्षाकृत छोटा है।इसे मैग्नीशियम एयर बैटरी बनाने के लिए एयर इलेक्ट्रोड के साथ पेयर करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।मैग्नीशियम का इलेक्ट्रोकेमिकल समतुल्य 0.454g/(A · h) Ф=- 2.69V है। मैग्नीशियम-एयर बैटरी की सैद्धांतिक विशिष्ट ऊर्जा 3910W · h/kg है, जो जिंक-एयर बैटरी का 3 गुना और 5~ है। लिथियम बैटरी का 7 गुना।मैग्नीशियम-वायु बैटरी का नकारात्मक ध्रुव मैग्नीशियम है, धनात्मक ध्रुव हवा में ऑक्सीजन है, इलेक्ट्रोलाइट KOH समाधान है, और तटस्थ इलेक्ट्रोलाइट समाधान का भी उपयोग किया जा सकता है।
बड़ी बैटरी क्षमता, कम लागत क्षमता और मजबूत सुरक्षा मैग्नीशियम आयन बैटरी के प्रमुख लाभ हैं।मैग्नीशियम आयन की द्विसंयोजक विशेषता लिथियम बैटरी के 1.5-2 गुना सैद्धांतिक ऊर्जा घनत्व के साथ अधिक विद्युत आवेशों को ले जाना और संग्रहीत करना संभव बनाती है।इसी समय, मैग्नीशियम निकालना आसान है और व्यापक रूप से वितरित किया जाता है।चीन के पास एक पूर्ण संसाधन बंदोबस्ती लाभ है।मैग्नीशियम बैटरी बनाने के बाद, इसकी संभावित लागत लाभ और संसाधन सुरक्षा विशेषता लिथियम बैटरी से अधिक होती है।सुरक्षा के संदर्भ में, मैग्नीशियम डेंड्राइट चार्जिंग और डिस्चार्जिंग चक्र के दौरान मैग्नीशियम आयन बैटरी के नकारात्मक ध्रुव पर दिखाई नहीं देगा, जो लिथियम बैटरी में लिथियम डेन्ड्राइट वृद्धि से डायाफ्राम को छेदने और बैटरी को शॉर्ट सर्किट, आग और बैटरी के कारण से बचा सकता है। विस्फोट।उपरोक्त फायदे मैग्नीशियम बैटरी को विकास की बड़ी संभावनाएं और संभावनाएं बनाते हैं।

मैग्नीशियम बैटरी के नवीनतम विकास के संबंध में, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के किंगदाओ इंस्टीट्यूट ऑफ एनर्जी ने मैग्नीशियम सेकेंडरी बैटरी में अच्छी प्रगति की है।वर्तमान में, यह मैग्नीशियम माध्यमिक बैटरी के निर्माण की प्रक्रिया में तकनीकी बाधाओं को पार कर गया है, और 560Wh/kg की ऊर्जा घनत्व के साथ एक एकल कोशिका विकसित की है।दक्षिण कोरिया में विकसित एक पूर्ण मैग्नीशियम एयर बैटरी वाला एक इलेक्ट्रिक वाहन सफलतापूर्वक 800 किलोमीटर ड्राइव कर सकता है, जो वर्तमान लिथियम बैटरी चालित वाहनों की औसत सीमा का चार गुना है।कोगावा बैटरी, निकॉन, निसान ऑटोमोबाइल, जापान के तोहोकू विश्वविद्यालय, रिक्सियांग सिटी, मियागी प्रान्त, और अन्य उद्योग-विश्वविद्यालय-अनुसंधान संस्थानों और सरकारी विभागों सहित कई जापानी संस्थान मैग्नीशियम एयर बैटरी की बड़ी क्षमता वाले अनुसंधान को सक्रिय रूप से बढ़ावा दे रहे हैं।झांग ये, नानजिंग विश्वविद्यालय के मॉडर्न इंजीनियरिंग कॉलेज के शोध समूह और अन्य ने एक डबल-लेयर जेल इलेक्ट्रोलाइट तैयार किया, जिसने मैग्नीशियम धातु एनोड की सुरक्षा और निर्वहन उत्पादों के विनियमन को महसूस किया, और उच्च ऊर्जा घनत्व के साथ एक मैग्नीशियम वायु बैटरी प्राप्त की ( 2282 W h · kg-1, सभी वायु इलेक्ट्रोड और मैग्नीशियम नकारात्मक इलेक्ट्रोड की गुणवत्ता के आधार पर), जो वर्तमान साहित्य में मिश्र धातु एनोड और एंटी-जंग इलेक्ट्रोलाइट की रणनीतियों के साथ मैग्नीशियम वायु बैटरी से कहीं अधिक है।
सामान्य तौर पर, मैग्नीशियम बैटरी अभी भी प्रारंभिक अन्वेषण चरण में है, और बड़े पैमाने पर प्रचार और आवेदन से पहले अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है।