Развязание оксидов в пород в виде катодов для перезаряжаемых магниевых аккумуляторов

Схема батареи и представлен катодный материал.Настоящий материал содержит много металлических элементов в качестве катионов благодаря влиянию высокой энтропии конфигурации.Кредит: Университет Тохоку

Исследователи из Университета Тохоку добились успеха в технологии батареи, разработав новый катодный материал для перезаряжаемых магниевых аккумуляторов (RMB), который обеспечивает эффективную зарядку и сброс даже при низких температурах.Этот инновационный материал, использующий улучшенную структуру каменной соли, обещает вступить в новую эру решений для хранения энергии, которые являются более доступными, безопасными и более высокими.

Детали результатов были опубликованы в журнале «Химия материалов» А.

Исследование демонстрирует значительное улучшение диффузии магния (Mg) в структуре породы, что является критическим прогрессом, поскольку плотность атомов в этой конфигурации ранее препятствовала миграции MG.Внедряя стратегическую смесь из семи различных металлических элементов, исследовательская группа создала кристаллическую структуру, изобилующую стабильными катионными вакансиями, облегчая легкую вставку и извлечение MG.

Это представляет собой первое использование оксида Rocksalt в качестве катодного материала для RMB.Стратегия высокопроизводительной, используемая исследователями, позволила дефектам катиона активировать катод оксида Rocksalt.

Развитие также учитывает ключевое ограничение RMBS - сложность переноса Mg в твердых материалах.До сих пор высокие температуры были необходимы для повышения мобильности MG в обычных катодных материалах, таких как те, что с структурой шпинели.Тем не менее, материал, обнародованный исследователями Университета Тохоку, работает эффективно при 90 ° C, демонстрируя значительное снижение требуемой рабочей температуры.

Томоя Кавагучи, профессор Института исследований материалов Университета Тохоку (IMR), отмечает более широкие последствия исследования.«Литий скуд и неравномерно распределен, тогда как магний в изобилии доступен, предлагая более устойчивую и экономичную альтернативу для литий-ионных батарей».

«Магниевые батареи с недавно разработанным катодным материалом, готовы сыграть ключевую роль в различных применениях, включая хранение сетки, электромобили и портативные электронные устройства, способствуя глобальному сдвигу в сторону возобновляемой энергии и снижению углеродных сног».

Кавагучи сотрудничал с Тетсу Ичицубо, также профессором IMR, который говорит: «Используя внутренние преимущества магния и преодолев предыдущие материальные ограничения, это исследование прокладывает путь для следующего поколения батарей, обещая значительное воздействие на технологии, окружающую среду, окружающую среду, окружающую среду, окружающую среду, окружающую среду, окружающую среду, окружающую среду, окружаюи общество. ”

В конечном счете, прорыв является главным шагом вперед в стремлении к эффективным, экологичным решениям для хранения энергии.

Больше информации: Томоя Кавагучи и др., Обеспечивающие катионные вакансии, чтобы обеспечить обратимую вставку/экстракцию MG в оксидах пород, журнал «Химия материалов» (2024).Doi: 10.1039/d3ta07942b