Японські дослідники з Університету Тохоку представили прототип магнієвого акумулятора (RMB), що перезаряджається.

Порівняно із магнієм, літій можна було б назвати дефіцитним матеріалом, якого недостатньо для виробництва тієї кількості акумуляторів, що забезпечувала б дедалі вищий попит. Як пояснює один з авторів дослідження Тетсу Ічітсубо, головна причина, через яку магній не став ключовим матеріалом для акумуляторів, повільність протікання реакцій, що унеможливлює роботу таких акумуляторів за кімнатної температури. 

Використовуючи новий аморфний оксидний катод Mg_0,27 Li_0,09 Ti_0,11 Mo_0,22O дослідники успішно подолали обмеження. Попередні прототипи магнієвих акумуляторів мали проблеми зі швидкою та оборотною дифузією іонів магнію, що заважало ефективній роботі за кімнатної температури. Однак аморфний оксидний катод використовує процес обміну іонами між магнієм та літієм, створюючи дифузійні шляхи для полегшеного переміщення іонів магнію. 

Дослідники також детально проаналізували механізм роботи цього акумулятора. Дослідження підтвердило, що спостережувана ємність обумовлена істиною інтеркаляцією магнію і це також було підтверджено ретельним хімічним аналізом. 

Ця робота є першою надійною демонстрацією оксидного катода, що забезпечує роботу RMB за умов кімнатної температури. Вона встановлює фундаментальні принципи проєктування катодних матеріалів нового покоління: створення структурного вільного обсягу, контроль розміру частинок у наномасштабі та забезпечення сумісності з сучасними електролітами. У сукупності ці досягнення наближають магнієві акумулятори до практичного застосування як безпечні, стійкі та ресурсоощадні системи зберігання енергії.

Результати дослідження опубліковані у журналі Communications Materials

Джерело: TechXplore