Forskare under ledning av professor Dennis Leung från Institutionen för maskinteknik vid University of Hong Kong (HKU) har upptäckt en ny möjlighet - ett laddningsbart vattenbaserat batteri med en magnesiummetallanod. Innovationen öppnar en ny riktning för utvecklingen av post-litiumjonbatterier.
"Med en hög teoretisk kapacitet och negativ elektrokemisk potential är magnesium ett attraktivt anodmaterial", säger professor Leung. "Magnesium är också giftfritt och rikligt med jord."
Magnesium (Mg) utgör över 2 % av jordskorpan och är 1,000 XNUMX gånger mer rikligt än litium. Mg-metaller ansågs länge vara svåra att använda i batterier på grund av deras höga reaktivitet. Mg passiveras när det utsätts för fukt och bildar en ogenomtränglig oxidationsfilm som blockerar redoxreaktioner. De flesta forskare studerar Mg-batterier med icke-vattenhaltiga organiska elektrolyter, men de är ofta dyra, instabila och dåligt ledande.
Uppladdningsbara Magnesium (Mg) batterier är en lovande post-Li-ion batteriteknologi, men deras utveckling har allvarligt hämmats av den passiverande naturen hos Mg, särskilt i vattenlösningar. På grund av ett snabbt avfärdande av dess reversibilitet har användningen av Mg-anoder i vattenhaltiga elektrolyter förbisetts, och de flesta forskare fokuserar istället på icke-vattenhaltiga system. I detta arbete har reversibel, vattenhaltig Mg-batterikemi realiserats för första gången, via omvandlingen av dess ogenomträngliga passiveringsfilmen till ett ledande metalloxidkomplex, underlättat av Cl–reglering och undertryckandet av väteutvecklingsreaktionen med hjälp av ett MgCl2-vatten -in-salt (WIS) elektrolyt. När det är kopplat med kopparhexacyanoferrat som katod, uppvisar det fulla batteriet en imponerande spänningsplatå på 2.4–2.0 V och en stabilitet på över 700 cykler med en Coulombic effektivitet på upp till 99 % vid 0.5 A g–1. Mg-upplösning och avsättning har visat sig reversibel i den vattenhaltiga MgCl2 WIS-elektrolyten.
Brian Wang är en futuristisk tankeledare och en populär vetenskapbloggare med 1 miljon läsare per månad. Hans blogg Nextbigfuture.com är rankad som nummer 1 Science News Blog. Den täcker många störande teknik och trender, inklusive rymd, robotik, artificiell intelligens, medicin, anti-aging bioteknik och nanoteknik.
Känd för att identifiera banbrytande teknik, han är för närvarande en av grundarna av en start och insamling för högpotentiella företag i ett tidigt skede. Han är forskningschef för tilldelningar för djupa teknikinvesteringar och en ängelinvesterare på Space Angels.
Han har ofta varit talare på företag och har varit TEDx -talare, talare vid Singularity University och gäst på många intervjuer för radio och podcaster. Han är öppen för offentliga tal och rådgivning.
