在实验室尺度上,使用新化合物作为阴极的镁电池的可行性已由该研究小组研究了科尔多巴大学(UCO)。这是与Xiamen大学和保加利亚科学院合作完成的。亚博老虎机网登录
自1990年代以来,锂离子(锂离子)电池一直控制着电力设备的市场。但是,这种材料负担了一些问题,例如其稀缺性和地理集中,主要是在亚洲和拉丁美洲地区发现的。
还已经表明,目前,可以从中获得锂的矿山无法满足电动汽车增加产生的可预测的未来需求。
如果我们想用由锂离子电池供电的汽油和柴油车代替汽油和柴油车,明天我们将不够。
卡洛斯·佩雷斯·维森特(CarlosPérez-Vicente),科尔多巴大学研究员
科学界经历了这些缺点,因此正在寻找锂,铝,镁和钙等锂的替代品。
UCO的FQM288研究团队通过使用新化合物(锰氧化物和镁)作为阴极(在高度特异性的条件下)作为镁电池的可行性报告了其结果无效)。该研究发表在杂志上储能材料亚博网站下载。
所有电池均由3个元素制成:阴极,阳极和一个电解质,它们的关系产生了解放可用能量的化学反应。在这项研究中,镁金属被用作阳极(电池的负极)。
该材料比锂几乎没有好处:具有金属含量,与目前的锂离子电池相比,它具有更大的容量,并且不会产生树突(沉积物会影响电池安全性,从而导致短路)。这是锂金属电池确实发生的事情。
产生反应是一项高度复杂的任务,而镁金属有可能使电池容量增加一倍。
不仅有任何材料可以与镁一起使用;必须有理论和实验的初步研究,这会导致成功。
Gregorio Ortiz,科尔多巴大学研究员
因此,必须将镁金属与适当的阴极(电池的正极)集成。研究人员在研究中用作阴极的材料被称为镁氧化镁Mg2mno4,以稳定的结构给出。
这种化合物带来了产生电池能量的还原和氧化(氧化还原)过程。在此过程中,阴极的(锰)金属减少了,并将电子(镁)的金属释放到接收并氧化的阳极(镁)的金属上。
离子传输是通过电解质进行的,这是电池的第三个组件,该电池结合了阳极和阴极。在研究中,利用了非水电解质,从而可以用更高的电压运行。
该研究是研究项目的一部分,该项目始于2018年,涉及Xiamen大学,科尔多瓦大学和保加利亚科学院,从而将理论计算以及实验组件混合在一起,其中X射线衍射等方法,电子亚博老虎机网登录已经利用了显微镜,电子顺磁共振和光电光谱。
为了取得这些科学进步的成功,与中国研究人员和奥尔蒂斯教授的领导层的互动是基本的。他们已经确认,带有锰化合物的镁电池有助于将其容量提高到3.1V。这意味着它们的能量密度在实验室尺度上约为335 WH/kg,占锂离子电池能量密度的60%。
这是一个进步,如较早的研究,最多2.2 V从未超过。但是他们发现,在充电和排放周期时,电池的最初容量将其切成两半。
有了新的科学策略,可以收回初始能力。
Gregorio Ortiz,科尔多巴大学研究员
这项研究取得的结果充满希望,表明可以补充锂电池的电池。但是该公式仅在实验室层面进行了测试,因此我们将不得不等待它的表现如何实现,这将需要该行业投资于此类电池的开发。
期刊参考:
Ruiz,R.,等。(2022)立方毫克2mno4非水镁电池的阴极。储能材料亚博网站下载。doi.org/10.1016/j.ensm.2022.02.047。
来源:https://www.uco.es/