Le batterie ricaricabili al magnesio (RMB) hanno riscosso notevole interesse come soluzioni di accumulo di energia in grado di superare le batterie agli ioni di litio. Ciò è dovuto alla loro potenziale maggiore densità energetica e alla loro abbondante presenza nella crosta terrestre. Tuttavia, la commercializzazione di questa tecnologia è ostacolata dalla mancanza di materiali catodici adatti. Per ovviare a questo problema, gli scienziati hanno progettato ossidi di salgemma disordinati per batterie ricaricabili al magnesio, argomento che tratteremo in questo articolo.
Attualmente, i ricercatori dell'Università di Tohoku in Giappone hanno creato un nuovo materiale catodico per batterie ricaricabili al litio -rame (RMB). I ricercatori hanno utilizzato una struttura di salgemma migliorata, che consente una carica e una scarica efficienti anche a basse temperature.
Il loro studio mostra un notevole miglioramento nella comprensione del movimento del magnesio all'interno di una struttura tipo salgemma. Si tratta di un importante progresso, poiché la vicinanza degli atomi in questa configurazione rende difficile la migrazione del magnesio. Analizziamo ora i seguenti punti chiave emersi dalla ricerca:
"Le batterie al magnesio, dotate del materiale catodico di nuova concezione, sono destinate a svolgere un ruolo fondamentale in diverse applicazioni, tra cui l'accumulo di energia nella rete elettrica, i veicoli elettrici e i dispositivi elettronici portatili, contribuendo alla transizione globale verso le energie rinnovabili e alla riduzione dell'impronta di carbonio", ha affermato Tomoya Kawaguchi , autore principale di questa ricerca.
Questa è la prima volta che l'ossido di salgemma viene utilizzato come materiale catodico per le batterie ricaricabili al magnesio (RMB). Questo nuovo sviluppo affronta anche una limitazione importante delle RMB: la difficoltà per il magnesio di muoversi all'interno di materiali solidi. In precedenza, era necessaria una temperatura molto elevata per favorire la mobilità del magnesio nei materiali catodici convenzionali, come quelli con struttura spinellica.
Inoltre, dai un'occhiata a questa ricerca condotta dall'Università di Tohoku: il grafene nanocellulare meccanicamente resistente può migliorare le batterie agli ioni di sodio.
Punti Salienti
- I ricercatori ha creato una strategia mix di 7 diversi elementi metallici (Mg0.35Li0.3Cr0.1Mn0.05Fe0.05Zn0.05Mo0.1O).
- Hanno creato una struttura cristallina con molti spazi stabili in cui il magnesio può entrare e uscire facilmente.
- Hanno scoperto che quando estraggono i cationi di litio durante la prima carica, si creano molte lacune cationiche nella struttura del salgemma. Ciò facilita lo spostamento del magnesio nei cicli successivi.
- Il materiale sviluppato dai ricercatori dell'Università di Tohoku è funziona bene anche a 90° C. Indica chiaramente la possibilità di utilizzarlo a temperature relativamente più basse.
- I ricercatori hanno scoperto il capacità reversibile del nuovo materiale pari a circa 90 mA h g-1.
- Inoltre, ha funzionato bene a 10.4 mA g-1 di materiale con 2.0 V contro Mg2+/Mg a 90° Celsius.
- I catodi in ossido di spinello hanno una temperatura di esercizio di 150 °C. Questa temperatura è quindi relativamente bassa.
In definitiva, questa scoperta di ossidi di salgemma disordinati per batterie ricaricabili al magnesio rappresenta un passo molto importante per lo sviluppo di soluzioni di accumulo di energia più efficienti ed ecologiche.
Fonte: Sfruttare gli ossidi di salgemma disordinati come catodi per i RMB
