充電式マグネシウム電池（RMB）は、リチウムイオン電池を上回るエネルギー貯蔵ソリューションとして大きな注目を集めています。これは、 潜在的に高いエネルギー密度を持つ そして地殻中に豊富に存在します。しかし、適切な正極材料が不足しているため、この技術の商業化は妨げられています。そこで、この問題に対処するために、科学者は充電式マグネシウム電池用の無秩序な岩塩酸化物を設計しました。この投稿ではこれについて説明します。
現在、 東北大学 日本では 作成した RMB 用の新しい正極材料。 研究者らは、低温でも効率的な充電と放電を可能にする強化された岩塩構造を採用した。
彼らの 研究 岩塩構造内でのマグネシウムの動きが大きく改善されたことが示されています。この構造では原子が密集しているためマグネシウムの移動が困難であるため、これは重要な進歩です。研究者が発見した次の重要な点を見てみましょう。
「新開発の正極材料を採用したマグネシウム電池は、グリッドストレージ、電気自動車、ポータブル電子機器など、さまざまな用途で極めて重要な役割を果たすことが期待されており、再生可能エネルギーへの世界的な移行と二酸化炭素排出量の削減に貢献します。」 川口智也この研究の筆頭著者はこう伝えた。
これは 岩塩酸化物が初めて正極材料として使用される RMB 向け。この新開発は、RMB の大きな制約である、マグネシウムが固体材料内で動きにくいという問題にも取り組んでいます。これまでは、スピネル構造を持つ従来のカソード材料内でマグネシウムの動きやすさを高めるには、非常に高い温度が必要でした。
また、東北大学が行ったこの研究もご覧ください。 機械的に耐久性のあるナノセルグラフェンはナトリウムイオン電池を改良できる
ハイライト
- 研究者 戦略的な 7種類の金属元素の混合 (Mg0.35Li0.3Cr0.1Mn0.05Fe0.05Zn0.05Mo0.1O).
- マグネシウムが容易に出入りできる安定した空間を多数持つ結晶構造を作り上げました。
- 研究者たちは、最初の充電時にリチウム陽イオンを取り出すと、岩塩構造に陽イオン空孔が多数生成されることを発見しました。これにより、その後のサイクルでマグネシウムが動きやすくなります。
- 東北大学の研究者らが開発した材料は 90°Cでも問題なく動作します。 比較的低温でも使用できる可能性を明確に示しています。
- 研究者らは、 新材料の可逆容量は約90 mA h g-1となる。
- さらに、10.4°C で Mg1+/Mg に対して 2.0V で 2 mA g-90 の材料で良好に動作しました。
- スピネル酸化物カソードの動作温度は 150 °C です。したがって、この温度は比較的かなり低くなります。
結局のところ、充電式マグネシウム電池用の無秩序な岩塩酸化物のこの画期的な進歩は、より効率的で環境に優しいエネルギー貯蔵ソリューションの開発にとって非常に重要なステップです。
