Poiché i data center continuano a richiedere maggiore sicurezza, alta potenza e alimentazione di backup affidabile, le tecnologie delle batterie allo zinco stanno attirando sempre più attenzione. Pertanto, il confronto tra batteria al nichel-zinco e altre tecnologie di batterie può aiutarci a comprendere meglio il ruolo che possono svolgere in settori chiave di prossima generazione; questo articolo confronterà le batterie al nichel-zinco con altre batterie basate sullo zinco.
Gerchamp continua a monitorare lo sviluppo delle tecnologie delle batterie basate sullo zinco ed è entrata a far parte dell’International Zinc Association (IZA) e della Zinc Battery Initiative (ZBI), partecipando attivamente agli scambi di settore legati all’industria dello zinco e alle tecnologie delle batterie allo zinco.
Tuttavia, “batteria allo zinco” non indica un’unica tecnologia di batteria.
Le diverse batterie basate sullo zinco utilizzano materiali catodici, elettroliti e meccanismi di reazione elettrochimica differenti. Di conseguenza, possono differire in modo significativo per potenza in uscita, metodi di accumulo dell’energia, caratteristiche di carica/scarica, sicurezza e scenari applicativi.
Pertanto, quando si discute di NiZn rispetto ad altre tecnologie allo zinco nel contesto dell’alimentazione di backup UPS per data center, non si può dare per scontato che tutte le tecnologie che utilizzano zinco abbiano le stesse prestazioni o la stessa idoneità.
Diverse tecnologie di batterie allo zinco
Attualmente, lo zinco può essere utilizzato in diversi percorsi tecnologici per batterie, tra cui nichel-zinco, zinco-aria, batterie a flusso zinco-bromo e altre tecnologie emergenti di batterie allo zinco.
Sebbene tutte queste tecnologie utilizzino lo zinco come materiale importante, le loro logiche progettuali fondamentali non sono le stesse.
Nichel-zinco (NiZn) utilizza un catodo a base di nichel, un anodo di zinco e un elettrolita alcalino acquoso. È una tecnologia di batteria ricaricabile. Le sue caratteristiche tecniche la rendono più adatta ad applicazioni come alta potenza, risposta rapida e backup di breve durata.
Zinco-aria utilizza l’ossigeno dell’aria come reagente e presenta quindi un meccanismo di accumulo dell’energia diverso. La sua direzione di sviluppo e il suo focus applicativo non sono identici a quelli del NiZn.
Le batterie a flusso zinco-bromo appartengono alla famiglia delle batterie a flusso e accumulano energia tramite elettroliti. La loro architettura di sistema e il loro funzionamento differiscono in modo significativo dalle batterie convenzionali, e sono valutate meglio dal punto di vista della durata dell’accumulo di energia e dell’accumulo stazionario.
Pertanto, quando si confrontano diverse tecnologie di batterie allo zinco, è innanzitutto necessario comprendere la chimica sottostante e la progettazione ingegneristica, anziché limitarsi a confrontare il “contenuto di zinco” o un singolo parametro.
NiZn vs altre tecnologie allo zinco per UPS data center
Non tutte le tecnologie di batterie allo zinco devono competere direttamente nello stesso mercato.
Per gli UPS dei data center, la batteria deve essere allineata alla logica operativa dell’UPS: breve durata, alta potenza, risposta rapida, offrendo al contempo standby a lungo termine ed erogazione affidabile dell’energia nei momenti critici.
All’interno di questo posizionamento applicativo, il NiZn mostra diverse caratteristiche distintive:
- Scarica ad alta intensità per backup UPS di breve durata
- Risposta rapida in potenza per carichi critici
- Chimica alcalina acquosa per caratteristiche di sicurezza migliorate
- Design compatto della batteria per infrastrutture con vincoli di spazio
- Ampia capacità di funzionamento in temperatura per diversi ambienti di installazione
La 8XNFZ38 di Gerchamp supporta una scarica fino a 10C, ha un intervallo di temperatura operativa da –20°C a 55°C e utilizza una chimica alcalina acquosa.
Queste caratteristiche non significano che il NiZn offra vantaggi in tutti i tipi di applicazioni di accumulo dell’energia; indicano piuttosto un chiaro posizionamento tecnico nelle applicazioni di backup ad alta potenza.
Sicurezza e chimica
La chimica della batteria è anche un importante elemento di differenziazione tra le varie tecnologie di batterie allo zinco.
Il NiZn utilizza un elettrolita alcalino acquoso, non gli elettroliti organici comuni nelle batterie agli ioni di litio. Per i data center, questa chimica è strettamente legata alla progettazione della sicurezza della batteria.
La batteria al nichel-zinco di Gerchamp ha superato i relativi test UL9540A e non ha manifestato fuga termica nelle condizioni di prova.
Per le infrastrutture critiche, la sicurezza delle batterie non riguarda soltanto le celle in sé, ma influisce anche ulteriormente sulla progettazione antincendio, sul layout delle apparecchiature, sul controllo ambientale e sul rischio operativo complessivo.
Pertanto, quando si confronta il NiZn con altre tecnologie allo zinco, oltre all’accumulo di energia e alle prestazioni di potenza, è opportuno considerare anche le caratteristiche di sicurezza a livello di sistema apportate dalle diverse chimiche.
Scegliere la giusta tecnologia di batteria allo zinco
Con la continua evoluzione dei data center per l’AI e delle infrastrutture critiche, i sistemi di alimentazione di backup devono affrontare una maggiore densità di potenza, requisiti di sicurezza più rigorosi e ambienti di installazione più complessi.
Le tecnologie di batterie allo zinco offrono molteplici percorsi tecnologici per queste esigenze, ma le diverse tecnologie non possono essere semplicemente raggruppate in un’unica soluzione.
Per gli UPS dei data center che richiedono alimentazione di backup ad alta potenza e risposta rapida, il nichel-zinco offre un percorso tecnologico con un chiaro posizionamento applicativo.
Entrando a far parte di IZA e ZBI, Gerchamp continua a partecipare agli scambi di settore globali relativi all’industria dello zinco e alle tecnologie delle batterie allo zinco, applicando al contempo la tecnologia delle batterie al nichel-zinco a settori di infrastrutture critiche come i data center.
Pertanto, il vero significato della comprensione del confronto tra NiZn e altre tecnologie allo zinco non è dimostrare che il NiZn superi le altre batterie basate sullo zinco in ogni metrica, ma chiarire che diverse tecnologie di batterie allo zinco sono adatte a risolvere problemi diversi e che il valore centrale del NiZn risiede nel suo allineamento con i requisiti di alimentazione di backup ad alta potenza e risposta rapida degli UPS per data center.