Перезаряжаемые магниевые батареи (RMB) привлекли значительное внимание как решения для хранения энергии, превосходящие литий-ионные батареи. Это связано с потенциально более высокой плотностью энергии и их обилием в земной коре. Однако коммерциализация этой технологии затруднена из-за отсутствия подходящих катодных материалов. Поэтому для решения этой проблемы ученые разработали неупорядоченные оксиды типа каменной соли для перезаряжаемых магниевых батарей, о чем мы расскажем в этой статье.
В настоящее время исследователи из Университета Тохоку в Японии создали новый катодный материал для рибометиленовых аккумуляторов. Они использовали улучшенную структуру типа каменной соли, которая обеспечивает эффективную зарядку и разрядку даже при низких температурах.
Их исследование показало значительное улучшение в перемещении магния внутри структуры каменной соли. Это важный шаг вперед, поскольку близость атомов в такой конфигурации затрудняет миграцию магния. Рассмотрим следующие ключевые моменты, обнаруженные исследователями:
«Магниевые батареи с недавно разработанным катодным материалом готовы сыграть ключевую роль в различных областях применения, включая хранение энергии в электросетях, электромобили и портативные электронные устройства, способствуя глобальному переходу к возобновляемым источникам энергии и сокращению выбросов углекислого газа», — заявил Томоя Кавагути , ведущий автор этого исследования.
Впервые оксид каменной соли используется в качестве катодного материала для RMB. Эта новая разработка также решает важную проблему RMB — магнию трудно перемещаться в твердых материалах. Ранее для повышения подвижности магния в обычных катодных материалах, таких как материалы со шпинельной структурой, требовалась очень высокая температура.
Также ознакомьтесь с исследованием, проведенным Университетом Тохоку: « Механически прочный наноячеистый графен может улучшить характеристики натрий-ионных батарей».
Основные моменты:
- Исследователи создал стратегическое смесь 7 различных металлических элементов (Mg0.35Li0.3Cr0.1Mn0.05Fe0.05Zn0.05Mo0.1O).
- Они создали кристаллическую структуру со множеством стабильных пространств, куда магний мог легко входить и выходить.
- Они обнаружили, что когда они удаляют катионы лития во время первой зарядки, это создает много катионных вакансий в структуре каменной соли. Это облегчает перемещение магния в последующих циклах.
- Материал, разработанный исследователями Университета Тохоку, хорошо работает даже при 90° C. Это ясно указывает на возможность его использования при сравнительно более низких температурах.
- Исследователи обнаружили, обратимая емкость нового материала составит около 90 мА·ч·г-1.
- Более того, он хорошо работал при 10.4 мА г-1 материала с 2.0 В против Mg2+/Mg при 90° Цельсия.
- Шпинельно-оксидные катоды имеют рабочую температуру 150 °C. Таким образом, эта температура сравнительно ниже.
В конечном итоге это открытие неупорядоченных оксидов каменной соли для перезаряжаемых магниевых батарей является очень важным шагом на пути к разработке более эффективных и экологичных решений для хранения энергии.
Источник: Использование неупорядоченных оксидов каменной соли в качестве катодов для румынских юаней
