Zinkmetallanoden



















Zink-Metallanode

  Zinkmetallanoden sind Opferanoden, die verwendet werden, um Korrosion durch Kathodenschutz zu verhindern. Zinkanoden sind ebenfalls galvanische, während andere galvanische aus Aluminium oder Magnesium bestehen. Die Schutzeigenschaften von Zinkanoden sind auf ein stärkeres schädliches Reduktionspotential zurückzuführen als das des zu schützenden Metalls. Das Oxidationsmittel, das das Metall korrodiert, oxidiert die Zinkanode, nicht die geschützte Metallstruktur, sodass ein Rosten des Systems verhindert werden kann. Dieses Material ist eine Opferanode, die Elektronen emittiert und die Anode anstelle des eigentlichen Metalls mit einer weniger negativen Ladung langsam korrodiert.

Warum wird Zinkmetall verwendet?

Zink ist ein hochaktives Metall, das geopfert werden kann, was es zur besten Wahl für Opferanoden macht. Zinkanoden sind für Salzwasser geeignet. Marineanwendungen wie Rumpf, Tank, Ruder und Pier werden am häufigsten verwendet. Es wird auch häufig für unterirdische Tanks und Rohrleitungen verwendet.

Beschreibung der Zinkmetallanode

Zinkanoden nutzen das Potenzial, die Kapazität und die Eigenschaften von Legierungen, um Metalloberflächen vor Korrosion zu schützen. Beim Eintauchen in Wasser hat die Zinkanode ein Reduktionspotential von -1.05 Volt gegenüber der Referenzelektrode. Wenn die Zinkanode in die Nähe anderer Metalle mit hohem Reduktionspotential gebracht wird, werden die anderen Metalle zu elektrochemischen Kathoden. Wenn das Oxidationsmittel der Metallabdeckung Vorwürfe macht, strömen Elektronen durch das Design und geben die Zinkanode frei, nicht das abgeschirmte Metall.

Anwendungen

Anoden werden in diesen Systemen oft als Zinkmetall fixiert, daher fehlt den meisten Studien eine geeignete Kathode für die Reaktion mit Zinkionen. Daher wurde aktiv an Kathoden geforscht, die für die Interkalation geeignet sind, und einige von ihnen haben ausgezeichnete Ergebnisse gezeigt. Viele Studien neigen jedoch dazu, die Bedeutung von Zinkmetallanoden zu übersehen. In der Praxis ist die Anode der Schlüssel zur Bestimmung der Energiedichte der gesamten Batterie. Sie bemühen sich, die Bedeutung der negativen Elektroden aus Zinkmetall zu klären. In diesem Abschnitt werden die Vor- und Nachteile von Zink in schwach sauren wässrigen Umgebungen kurz erläutert, die jüngsten Bemühungen zur Verbesserung der Leistung von Zinkmetallen skizziert und wichtige Lehren für zukünftige Forschungsbemühungen gezogen.

Vorteile

  • Wie andere galvanische Anoden haben Zinkanoden folgende Vorteile:
  • Externe Stromversorgung nicht
  • Einfache Einrichtung
  • Niederspannung
  • Geringer Wartungsaufwand
  • Haben ein geringes Risiko von Überschutz

Nachteile

  • Nicht verfügbar in Umgebungen mit hohem Widerstand
  • Erfordern eine elektrische Isolierung von anderen Strukturen
  • Stromkapazitätsbegrenzung
  • Stark
  • Haben das Potenzial, den Wasserfluss zu blockieren
 

Schlussworte zum Thema Zinkmetall

Im Vergleich zu vielen Studien zu positiven ZIB-Elektrodenmaterialien befinden sich Studien zur Verbesserung der elektrochemischen Leistung von negativen Zinkmetallelektroden noch in den Kinderschuhen. Aktuelle Probleme mit Zinkelektroden sind niedrige Zyklenleistung und Coulomb-Effizienz (CE) aufgrund von Dendritenwachstum, Selbstkorrosion und irreversibler Nebenproduktbildung. In letzter Zeit wurden mehrere praktische Strategien entwickelt, wie die Reformierung der Grenzfläche zwischen der negativen Elektrode und dem Elektrolyten, die Gestaltung der Struktur der negativen Zinkelektrode und die Einführung neuer Separatoren und Elektrolyte, um die wesentlichen Nachteile negativer Zinkmetallelektroden in milden wässrigen Elektrolyten zu beheben . Diese Analyse hebt die aktuellen Fortschritte bei Zinkanoden hervor und versucht, Perspektiven für die Entwicklung von Hochleistungs-Zink-Metall-Anoden in wässrigen ZIBs aufzuzeigen.