Calciumzinkat-Synthese

BESSERES ANODENMATERIAL FÜR KOSTENGÜNSTIGE ZINKBATTERIEN

Calciumzinkat (CAZN) wird als aktives Material in wiederaufladbaren Batterien auf Zinkbasis, als heterogener Katalysator für Biodiesel oder als Pilzschutzmittel verwendet. Sie stellen eine kostengünstige und sicherere Alternative zu Lithiumbatterien dar und dienen als Ersatz für Blei-Säure-Batterien.

Kostengünstiger und sicherer

Die Synthese von Calciumzinkat ist bisher noch nicht optimiert. Darüber hinaus gibt es bisher keinen skalierbaren Syntheseweg für Calciumzinkat, was seine potenzielle industrielle Nutzung erschwert.

2ZnO(s) + Ca (OH)2(s) + 4H2O → Ca (OH)2 · 2Zn (OH)2 · 2H2O(s)

Mechanische Kraft

Bei einem hydrothermalen Prozess können Partikelgrössen im Bereich von 10 bis 200 µm erzielt werden. Bei einem Mahlprozess mittels Anwendung mechanischer Kraft durch die Verwendung von Mahlkugeln auf der DYNO-MILL MULTI LAB erzielen wir kleinere Calciumzinkat-Partikel mit einer durchschnittlichen Größe von 10 ± 2 𝜇m. Dies führt zu einem sehr homogenen Calciumzinkatpulver mit sehr guten Batterieeigenschaften.

Geringere Kosten

Im Vergleich zur hydrothermalen Synthese werden nur 33 % des Gesamtenergieverbrauchs und 30 % des Wassers verbraucht. Da die Herstellung 20-mal schneller ist, benötigt sie weniger Infrastruktur und Platz als die wettbewerbsfähigsten hydrothermalen Synthesemethoden. Es handelt sich um eine einfachere, umweltfreundlichere und schnellere Methode zur Herstellung von CAZN-Kristallen.

Bessere Qualität

Labortests ergaben, dass das Calciumzinkat bei Verwendung eines mechanochemischen Verfahrens eine grössere Reaktionsoberfläche und eine 1.77-mal schnellere Aktivierung der Batterie aufweist.

 

Skalierbarkeit

Da es sich um einen kontinuierlichen Prozess handelt, ist ein Scale-up auf den Pilot- oder Industriemassstab möglich.

Umweltalternative

Die Lebenszyklusanalyse dieses Prozesses zeigt, dass der mechanochemische Prozess bei allen untersuchten Indikatoren eine ökologisch bessere Alternative darstellt. So konnte beispielsweise eine herausragende Verbesserung von 97 % des Indikators «globale Erwärmung» im Vergleich zur hydrothermalen Synthese festgestellt werden.

DYNO-MILL MULTI LAB

Die Lösung, um faserige oder flüssige Produkte in einer mechanochemischen Reaktion zu verarbeiten.

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Die Forschung wurde von EasylZinc (Frankreich) geleitet und die Lebenszyklusanalyse wurde vom UNESCO-Lehrstuhl für Lebenszyklus und Klimawandel von ESCI-UPF (Spanien) durchgeführt.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2017/7369397

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