Uppladdningsbara magnesiumbatterier (RMB) har fått stor uppmärksamhet som energilagringslösningar som överträffar litiumjonbatterier. Detta beror på att de potentiellt har högre energitäthet och är rikligt förekommande i vår jordskorpa. Kommersialiseringen av denna teknik hindras dock av att vi saknar lämpliga katodmaterial. För att ta itu med detta problem har forskare därför designat oordnade bergsaltoxider för uppladdningsbara magnesiumbatterier, vilket vi kommer att ta upp i det här inlägget.
För närvarande har forskare vid Tohoku University i Japan skapat ett nytt katodmaterial för RMB. Forskarna har använt en förbättrad bergsaltstruktur, vilket möjliggör effektiv laddning såväl som urladdning även vid låga temperaturer.
Deras studie visar en stor förbättring av hur magnesium rör sig inom en bergsaltstruktur. Detta är ett viktigt framsteg eftersom atomernas närhet i denna struktur gör det svårt för magnesium att migrera. Låt oss ta en titt på följande viktiga punkter som forskarna upptäckt:
”Magnesiumbatterier, med det nyutvecklade katodmaterialet, är redo att spela en avgörande roll i olika tillämpningar, inklusive nätlagring, elfordon och bärbara elektroniska enheter, och bidra till den globala övergången till förnybar energi och minskade koldioxidavtryck”, förmedlade Tomoya Kawaguchi , huvudförfattare till denna forskning.
Detta är första gången som bergsaltoxid används som katodmaterial för RMB. Denna nya utveckling tar också itu med en stor begränsning med RMB – det är svårt för magnesium att röra sig i fasta material. Innan dess krävdes en riktigt hög temperatur för att förbättra magnesiums rörlighet i konventionella katodmaterial som de med spinellstruktur.
Kolla även in den här forskningen från Tohoku University – Mekaniskt hållbar nanocellulär grafen kan förbättra natriumjonbatterier.
Höjdpunkter
- Forskarna skapat en strategisk blandning av 7 olika metalliska element (Mg0.35Li0.3Cr0.1Mn0.05Fe0.05Zn0.05Mo0.1O).
- De gjorde en kristallstruktur med massor av stabila utrymmen för magnesium att lätt kunna gå in och ut.
- De fick reda på att när de tar ut litiumkatjoner under den första laddningen skapar det en hel del lediga katjoner i bergsaltstrukturen. Detta underlättar magnesium att flytta runt i efterföljande cykler.
- Materialet som utvecklats av forskarna vid Tohoku University är fungerar bra även vid 90°C. Det indikerar tydligt möjligheten att använda den vid jämförelsevis lägre temperaturer.
- Forskare upptäckte reversibel kapacitet för nytt material till cirka 90 mA h g-1.
- Dessutom fungerade det bra vid 10.4 mA g-1 material med 2.0V mot Mg2+/Mg vid 90° Celsius.
- Spineloxidkatoderna har en driftstemperatur på 150°C. Denna temperatur är således relativt sett relativt lägre.
I slutändan är detta genombrott av oordnade bergsaltoxider för uppladdningsbara magnesiumbatterier ett mycket viktigt steg för utvecklingen av mer effektiva och miljövänliga energilagringslösningar.
Källa: Att frigöra oordnade bergsaltoxider som katoder för RMB
