Νέος σχεδιασμός ηλεκτρολυτών για τις μπαταρίες μαγνησίου

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Χιούστον και του Ερευνητικού Ινστιτούτου της Toyota στις ΗΠΑ ανακάλυψαν μια πολλά υποσχόμενη «έκδοση» μπαταριών μαγνησίου υψηλής ενέργειας, για πιθανή χρήση σε ηλεκτρικά οχήματα ή χώρους αποθήκευσης για συστήματα ανανεώσιμων πηγών.

Αρχικά αναφέρθηκε πως η μπαταρία μπορεί να λειτουργήσει με περιορισμένους ηλεκτρολύτες και οργανικό ηλεκτρόδιο. Μια αλλαγή, που όπως είπαν οι ερευνητές επιτρέπει την αποθήκευση και την αποφόρτιση σαφώς περισσότερης ενέργειας από των περασμένης γενιάς μπαταριών μαγνησίου. Χρησιμοποίησαν έναν ηλεκτρολύτη δίχως χλωριούχο άλας, ακόμα μια αλλαγή από τον παραδοσιακό ηλεκτρολύτη που χρησιμοποιείται σε μπαταρίες μαγνησίου. Αυτό τους βοήθησε να φτάσουν στην ανακάλυψη.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ηλεκτρολύτη δίχως χλωριούχο άλας για να δοκιμάσουν ένα οργανικό πολυμερές καθόδιο με ένα μεταλλικό ανόδιο μαγνησίου και έφτασαν στο συμπέρασμα πως αποδόθηκαν 243 kWh, με την ισχύ να μετριέται έως και 3,4kW/kg. Η μπαταρία παρέμεινε σταθερή κατά τη διάρκεια των 2.500 επαναλήψεων/κύκλων.

Οι επιστήμονες προσπαθούν εδώ και δεκαετίες να κατασκευάσουν μια μπαταρία μαγνησίου υψηλής ενέργειας, ελπίζοντας να εκμεταλλευτούν τα οφέλη που έχει το μαγνήσιο επί του λιθίου, στοιχείο που εμφανίζεται στις μπαταρίες ιόντων-λιθίου. Το μαγνήσιο είναι πολύ πιο κοινό και ως εκ τούτου, λιγότερο ακριβό, ενώ δεν είναι επιρρεπές στην αλλοίωση της εσωτερικής δομής του – γνωστό και ως δενδρίτης – που μπορεί να προκαλέσει έκρηξη ή φωτιά, όπως το λίθιο.

Απλά, το μαγνήσιο δεν είναι ανταγωνιστικό αν δεν μπορεί να αποθηκεύσει και να απελευθερώσει μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Ερευνητής ανέφερε πως αυτό που εμπόδιζε τα πάντα, ήταν το καθόδιο και τα υλικά του ηλεκτρολύτη. Το καθόδιο είναι το ηλεκτρόδιο από το οποίο ρέει το ρεύμα σε μια μπαταρία, ενώ ο ηλεκτρολύτης το μέσο, μέσω του οποίου, ιονικό φορτίο ρέει μεταξύ καθοδίου και ανοδίου.

Όπως είπε άλλος ερευνητής, μέσω του βέλτιστου συνδυασμού των καθοδίων οργανικού καρβονυλικού πολυμερούς και των ηλεκτρολυτών που επιτρέπουν την αποθήκευση μαγνησίου, υπάρχει δυνατότητα να εμφανιστεί υψηλή ενέργεια, ισχύς και σταθερότητα, που σπάνια παρατηρούνται σε μπαταρίες μαγνησίου.

Μέχρι σήμερα, το καλύτερο καθόδιο για τις μπαταρίες μαγνησίου ήταν ένα θειούχο μολυβδαίνιο φάσης Chevrel, που αναπτύχθηκε σχεδόν πριν από 20 χρόνια. Δεν έχει ούτε τη δύναμη ούτε την ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας για να ανταγωνιστεί τις μπαταρίες λιθίου.

Ωστόσο, πρόσφατες αναφορές υποδεικνύουν ότι τα οργανικά υλικά καθοδίου, μπορούν να παρέχουν υψηλή χωρητικότητα αποθήκευσης σε θερμοκρασία δωματίου.

MUST READ

Ο Μεντιλίμπαρ είπε την αλήθεια σε λίγες λέξεις και «έδειξε» γιατί ο Ολυμπιακός διαφέρει

Πηγή: Πανεπιστήμιο του Χιούστον