Napredek k polnilnim magnezijevim baterijam

Raziskovalci pod vodstvom profesorja Dennisa Leunga z Oddelka za strojništvo na Univerzi v Hong Kongu (HKU) so odkrili novo možnost – vodno baterijo za ponovno polnjenje z magnezijevo kovinsko anodo. Inovacija odpira novo smer razvoja post-litij-ionskih baterij.

"Z visoko teoretično zmogljivostjo in negativnim elektrokemičnim potencialom je magnezij privlačen anodni material," je dejal profesor Leung. "Magnezij je tudi netoksičen in ga je v izobilju."

Magnezij (Mg) predstavlja več kot 2 % zemeljske skorje in ga je 1,000-krat več kot litija. Za kovine Mg je dolgo veljalo, da jih je težko uporabiti v baterijah zaradi njihove visoke reaktivnosti. Mg se pasivizira, ko je izpostavljen vlagi, in tvori neprepusten oksidacijski film, ki blokira redoks reakcije. Večina raziskovalcev preučuje Mg baterije z nevodnimi organskimi elektroliti, vendar so pogosto drage, nestabilne in slabo prevodne.

Magnezijeve (Mg) baterije za ponovno polnjenje so obetavna postLi-ion baterijska tehnologija, vendar je njihov razvoj kritično oviral pasivni značaj Mg, zlasti v vodnih raztopinah. Zaradi hitre zavrnitve njegove reverzibilnosti je bila uporaba Mg anod v vodnih elektrolitih spregledana in večina raziskovalcev se namesto tega osredotoča na nevodne sisteme. V tem delu je bila prvič uresničena reverzibilna vodna kemija Mg baterije s pretvorbo njenega neprepustnega pasivacijskega filma v prevodni kompleks kovinskega oksida, ki ga olajša regulacija Cl– in zatiranje reakcije sproščanja vodika z uporabo vode MgCl2. -elektrolit v soli (WIS). V kombinaciji z bakrovim heksacianoferatom kot katodo ima polna baterija impresiven napetostni plato 2.4–2.0 V in stabilnost več kot 700 ciklov s kulonovo učinkovitostjo do 99 % pri 0.5 A g–1. Raztapljanje in odlaganje Mg sta se izkazala za reverzibilna v vodnem elektrolitu MgCl2 WIS.

Energijske črke ACS – Reverzibilnost visokonapetostne, Cl–-regulirane, vodne Mg kovinske baterije, ki jo omogoča elektrolit vode v soli