Магниевый электролит позволяет создать аккумуляторы нового поколения

Исследователи из Университета Ватерлоо совершили крупный прорыв, разработав батареи следующего поколения, изготовленные из магния, а не из лития.

Когда идея создания батарей с использованием магния была впервые изложена в знаковой научной статье в 2000 году, эта новая конструкция не обеспечивала достаточного напряжения, чтобы конкурировать с литий-ионными батареями, которые в основном используются на рынке. Магний гораздо более распространен и менее дорог, чем литий, что будет способствовать устойчивому хранению энергии.

Теперь команда Ватерлоо близка к созданию магниевых батарей, которые могут быть более экономичными и долговечными, чем доступные в настоящее время литий-ионные версии.

Линда Назар, профессор кафедры химии и заведующая канадской кафедрой исследований твердых энергетических материалов, и Чанг Ли, научный сотрудник Nazar Group, разработали электролит, который позволяет создавать очень эффективный магниевый анод. В этом исследовании Ли и Назар сотрудничали с Калифорнийским университетом в Беркли и Национальной лабораторией Сандиа.

Их исследование: «Динамический интерфейс из голого металла обеспечивает обратимое электроосаждение магния при 50 мАч см».^-2,» был опубликовано В Джоуль 6 декабря.

Батареи состоят из трех основных частей: катод (положительная сторона батареи), анод (отрицательная сторона батареи) и химический раствор, называемый электролитом, который позволяет электрическому заряду течь между катодом и анодом.

Ранние исследования батарей на основе магния генерировали один вольт, что меньше, чем у стандартной батареи типа АА (1,5 вольт). Было обнаружено, что электролит, разработанный Ли и Назаром, работает при напряжении до трех вольт, и ожидается, что дальнейшие улучшения будут связаны с еще лучшей конструкцией катода.

«Разработанный нами электролит позволяет нам осаждать магниевую фольгу с чрезвычайно высокой эффективностью, и он стабилен при более высоком напряжении, чем успешно тестировалось ранее», — сказал Ли. «Все, что нам сейчас нужно, это хороший катод, чтобы объединить все это».

Хотя другие исследователи добились определенных успехов в этой области, в этих исследованиях использовались дорогие материалы, которые было бы трудно масштабировать для коммерческого использования. Конструкция электролита Ли и Назара недорога и может быть быстро разработана для рынка аккумуляторов следующего поколения. Он также не подвержен коррозии и невоспламеняем — две проблемы с предыдущими электролитическими итерациями.

«Это еще один важный шаг на пути к коммерциализации функциональной магниевой батареи», — сказал Назар. «Мы надеемся, что наша работа откроет нам или кому-то еще возможность обнаружить и разработать правильный положительный электрод, который завершит загадку магниевой батареи».