Les batteries rechargeables au magnésium (RMB) ont suscité un intérêt considérable en tant que solutions de stockage d'énergie surpassant les batteries lithium-ion. En effet, elles ont une densité énergétique potentiellement plus élevée et leur présence abondante dans la croûte terrestre. Cependant, la commercialisation de cette technologie est freinée par le manque de matériaux cathodiques adaptés. Pour résoudre ce problème, des scientifiques ont conçu des oxydes de sel gemme désordonnés pour batteries rechargeables au magnésium, que nous aborderons dans cet article.
Actuellement, les chercheurs de Université de Tohoku au Japon ont créée un nouveau matériau de cathode pour les RMB. Les chercheurs ont utilisé une structure de sel gemme améliorée, qui permet une charge et une décharge efficaces même à basse température.
Leur étude Les résultats montrent une nette amélioration de la mobilité du magnésium au sein d'une structure de sel gemme. Il s'agit d'une avancée majeure, car la proximité des atomes dans cette configuration rend la migration du magnésium difficile. Examinons les points clés suivants découverts par les chercheurs :
« Les batteries au magnésium, dotées du nouveau matériau cathodique, sont appelées à jouer un rôle essentiel dans diverses applications, notamment le stockage sur réseau, les véhicules électriques et les appareils électroniques portables, contribuant ainsi à la transition mondiale vers les énergies renouvelables et à la réduction de l'empreinte carbone. » Tomoya Kawaguchi, l'auteur principal de cette recherche, a transmis.
Il s'agit de la c'est la première fois que l'oxyde de sel gemme est utilisé comme matériau de cathode pour les RMB. Ce nouveau développement s'attaque également à une limitation majeure des RMB : le magnésium a du mal à se déplacer dans les matériaux solides. Auparavant, une température très élevée était nécessaire pour améliorer la mobilité du magnésium dans les matériaux cathodiques conventionnels, comme ceux à structure spinelle.
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Points forts
- Les chercheurs créé une stratégie mélange de 7 éléments métalliques différents (Mg0.35Li0.3Cr0.1Mn0.05Fe0.05Zn0.05Mo0.1O).
- Ils ont créé une structure cristalline avec de nombreux espaces stables pour que le magnésium puisse entrer et sortir facilement.
- Ils ont découvert que l'élimination des cations lithium lors de la première charge crée de nombreuses lacunes cationiques dans la structure du sel gemme. Cela facilite le déplacement du magnésium lors des cycles suivants.
- Le matériel développé par les chercheurs de l'Université de Tohoku est fonctionne bien même à 90° C. Cela indique clairement la possibilité de l’utiliser à des températures relativement plus basses.
- Les chercheurs ont découvert le la capacité réversible du nouveau matériau est d'environ 90 mA h g-1.
- De plus, il a bien fonctionné à 10.4 mA g-1 de matériau avec 2.0 V contre Mg2+/Mg à 90° Celsius.
- Les cathodes en oxyde de spinelle ont une température de fonctionnement de 150°C. Cette température est donc relativement inférieure.
En fin de compte, cette percée dans le domaine des oxydes de sels minéraux désordonnés pour les batteries rechargeables au magnésium constitue une étape très importante pour le développement de solutions de stockage d’énergie plus efficaces et plus respectueuses de l’environnement.
Source: Libérer des oxydes de sel gemme désordonnés comme cathodes pour les RMB
