Onderzoekers onder leiding van professor Dennis Leung van de afdeling Werktuigbouwkunde van de Universiteit van Hong Kong (HKU) hebben een nieuwe mogelijkheid ontdekt: een oplaadbare waterige batterij met een magnesiummetaalanode. De innovatie opent een nieuwe richting voor de ontwikkeling van post-lithium-ionbatterijen.
“Met een hoge theoretische capaciteit en een negatief elektrochemisch potentieel is magnesium een aantrekkelijk anodemateriaal”, zegt professor Leung. “Magnesium is ook niet giftig en overvloedig aanwezig op aarde.”
Magnesium (Mg) maakt meer dan 2% van de aardkorst uit en is 1,000 keer overvloediger aanwezig dan lithium. Mg-metalen werden lange tijd als moeilijk te gebruiken in batterijen beschouwd vanwege hun hoge reactiviteit. Mg wordt gepassiveerd bij blootstelling aan vocht, waardoor een ondoordringbare oxidatiefilm ontstaat die redoxreacties blokkeert. De meeste onderzoekers bestuderen Mg-batterijen met niet-waterige organische elektrolyten, maar deze zijn vaak duur, onstabiel en slecht geleidend.
Oplaadbare magnesiumbatterijen (Mg) zijn een veelbelovende post-Li-ion-batterijtechnologie, maar hun ontwikkeling wordt ernstig belemmerd door de passiverende aard van Mg, vooral in waterige oplossingen. Omdat de omkeerbaarheid ervan snel wordt afgewezen, wordt het gebruik van Mg-anodes in waterige elektrolyten over het hoofd gezien, en concentreren de meeste onderzoekers zich in plaats daarvan op niet-waterige systemen. In dit werk is voor het eerst de omkeerbare, waterige Mg-batterijchemie gerealiseerd, via de omzetting van de ondoordringbare passivatiefilm in een geleidend metaaloxidecomplex, mogelijk gemaakt door Cl-regulatie en de onderdrukking van de waterstofontwikkelingsreactie met behulp van een MgCl2-waterstofoplossing. -in-zout (WIS) elektrolyt. In combinatie met koperhexacyanoferraat als kathode vertoont de volle batterij een indrukwekkend spanningsplateau van 2.4–2.0 V en een stabiliteit van meer dan 700 cycli met een Coulomb-efficiëntie van maximaal 99% bij 0.5 A g–1. Het oplossen en afzetten van Mg is omkeerbaar gebleken in de waterige MgCl2 WIS-elektrolyt.
Brian Wang is een Futurist Thought Leader en een populaire wetenschapsblogger met 1 miljoen lezers per maand. Zijn blog Nextbigfuture.com is gerangschikt #1 Science News Blog. Het behandelt veel disruptieve technologie en trends, waaronder ruimtevaart, robotica, kunstmatige intelligentie, medicijnen, anti-verouderingsbiotechnologie en nanotechnologie.
Hij staat bekend om het identificeren van geavanceerde technologieën en is momenteel mede-oprichter van een startup en fondsenwerver voor bedrijven met een hoog potentieel in een vroeg stadium. Hij is het hoofd van Research for Allocations voor diepe technologie-investeringen en een Angel Investor bij Space Angels.
Hij is een veelgevraagd spreker bij bedrijven, hij is een TEDx-spreker, een Singularity University-spreker en gast bij talloze interviews voor radio en podcasts. Hij staat open voor spreek- en adviesopdrachten.
