लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में रिचार्जेबल मैग्नीशियम बैटरियों (आरएमबी) ने ऊर्जा भंडारण समाधान के रूप में काफी लोकप्रियता हासिल की है। इसका कारण यह है कि इनमें संभावित रूप से उच्च ऊर्जा घनत्व होता है और ये पृथ्वी की परत में प्रचुर मात्रा में पाए जाते हैं। हालांकि, उपयुक्त कैथोड सामग्री की कमी के कारण इस तकनीक के व्यावसायीकरण में बाधा आ रही है। इसलिए, इस समस्या के समाधान के लिए वैज्ञानिकों ने रिचार्जेबल मैग्नीशियम बैटरियों के लिए अव्यवस्थित रॉकसॉल्ट ऑक्साइड तैयार किए हैं, जिनके बारे में हम इस लेख में चर्चा करेंगे।
वर्तमान में, जापान के तोहोकू विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने आरएमबी के लिए एक नवीन कैथोड सामग्री विकसित की है। शोधकर्ताओं ने एक उन्नत रॉक-सॉल्ट संरचना का उपयोग किया है, जो कम तापमान पर भी कुशल चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की अनुमति देता है।
उनके अध्ययन से पता चलता है कि चट्टानी लवण संरचना के भीतर मैग्नीशियम की गति में काफी सुधार हुआ है। यह एक महत्वपूर्ण प्रगति है क्योंकि इस संरचना में परमाणुओं की निकटता के कारण मैग्नीशियम का स्थानांतरण कठिन होता है। आइए शोधकर्ताओं द्वारा खोजे गए निम्नलिखित प्रमुख बिंदुओं पर एक नज़र डालें:
इस शोध के प्रमुख लेखक टोमोया कावागुची ने बताया , "नए विकसित कैथोड सामग्री से युक्त मैग्नीशियम बैटरियां ग्रिड स्टोरेज, इलेक्ट्रिक वाहनों और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए तैयार हैं, जो नवीकरणीय ऊर्जा की ओर वैश्विक बदलाव और कार्बन पदचिह्न को कम करने में योगदान देंगी। "
यह पहली बार है जब रॉकसॉल्ट ऑक्साइड को आरएमबी के लिए कैथोड सामग्री के रूप में उपयोग किया जा रहा है । यह नया विकास आरएमबी की एक प्रमुख सीमा को भी दूर करता है - ठोस पदार्थों में मैग्नीशियम का गतिशील होना कठिन होता है। इससे पहले, स्पिनेल संरचना जैसी पारंपरिक कैथोड सामग्रियों में मैग्नीशियम की गतिशीलता को बढ़ाने के लिए बहुत उच्च तापमान की आवश्यकता होती थी।
इसके अलावा, तोहोकू विश्वविद्यालय द्वारा किए गए इस शोध को भी देखें – यांत्रिक रूप से टिकाऊ नैनोसेल्यूलर ग्राफीन सोडियम आयन बैटरी को बेहतर बना सकता है।
मुख्य आकर्षण
- शोधकर्त्ता एक रणनीतिक बनाया 7 विभिन्न धातु तत्वों का मिश्रण (Mg0.35Li0.3Cr0.1Mn0.05Fe0.05Zn0.05Mo0.1O).
- उन्होंने एक क्रिस्टल संरचना बनाई जिसमें मैग्नीशियम के आसानी से अंदर-बाहर जाने के लिए बहुत सारे स्थिर स्थान थे।
- उन्होंने पाया कि जब वे पहले चार्ज के दौरान लिथियम केशन को बाहर निकालते हैं, तो इससे रॉकसॉल्ट संरचना में बहुत सारे केशन रिक्त स्थान बनते हैं। इससे मैग्नीशियम को बाद के चक्रों में घूमने में सुविधा होती है।
- तोहोकू विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित सामग्री है: 90° सेल्सियस पर भी अच्छी तरह काम करता है। यह स्पष्ट रूप से तुलनात्मक रूप से कम तापमान पर इसका उपयोग करने की संभावना को इंगित करता है।
- शोधकर्ताओं ने पाया कि नई सामग्री की प्रतिवर्ती क्षमता लगभग 90 mAhg-1 होगी।
- इसके अलावा, इसने 10.4° सेल्सियस पर Mg1+/Mg के विरुद्ध 2.0V के साथ 2 mA g-90 सामग्री पर अच्छी तरह से काम किया।
- स्पिनल-ऑक्साइड कैथोड का प्रचालन तापमान 150 ° C होता है। इस प्रकार यह तापमान तुलनात्मक रूप से काफी कम है।
अंततः, रिचार्जेबल मैग्नीशियम बैटरी के लिए अव्यवस्थित रॉकसाल्ट ऑक्साइड की यह सफलता, अधिक कुशल और पर्यावरण-अनुकूल ऊर्जा भंडारण समाधान के विकास के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण कदम है।
स्रोत: आरएमबी के लिए कैथोड के रूप में अव्यवस्थित रॉकसॉल्ट ऑक्साइड का उपयोग करना
