Aktualności

Baterie litowe, zasilając laptopy, tablety, telefony komórkowe i inne gadżety, służą nam doskonale w codziennym życiu. Jednak dla przyszłych zastosowań motoryzacyjnych będziemy potrzebować akumulatorów o znacznie większej gęstości energetycznej, tańszych i bezpieczniejszych, co oznacza potrzebę dużego przeskoku technologicznego w branży, aby wyprodukować alternatywę dla baterii litowych.

Jedną z obiecujących opcji jest bateria oparta na jonie wielowartościowym, takim jak magnez (Mg). Podczas gdy jon litowy o ładunku +1 dostarcza tylko jeden elektron do prądu elektrycznego, jon magnezu ma ładunek +2 , co oznacza, że dostarcza on dwa razy więcej prądu przy tej samej gęstości elektrycznej. Baterie magnezowe będą również tańsze i bezpieczniejsze. Niestety, dodatkowy ładunek jonu wielowartościowego powoduje również pewne problemy stanowiące przeszkodę w udoskonalaniu tego typu baterii. Wkrótce może się to jednak zmienić dzięki najnowszemu odkryciu Departamentu Energii (DOE) w Laboratorium Berkeley z USA.

David Prendergast i Liwen Wan, naukowcy z DOE przeprowadzili serię symulacji komputerowych, które obalają głęboko zakorzenione mity o jonach magnezu w elektrolitach je transportujących na elektrodach baterii.

Problemem wielowartościowych jonów jest ich większy ładunek, który sprawia, że w elektrolicie baterii są otaczane przez jony o przeciwnym ładunku i cząsteczki rozpuszczalnika, co spowalnia ich ruch. Dzięki symulacji odkryliśmy, że sytuacja nie jest aż tak tragiczna jak się powszechnie sądzi”, wyjaśnia Prendergast.

Na podstawie przeprowadzonego eksperymentu absorpcji rentgenowskiej wysnuto wniosek, że jony magnezu są otaczane sześcioma najbliższymi sąsiadami, np. chlorkami lub cząsteczkami rozpuszczalnika, co może utrudniać poruszanie się jonów magnezu w baterii. Dzięki symulacji na superkomputerach w Laboratorium Berkeley odkryto, że jony magnezu są skoordynowane jedynie z czterema najbliższymi sąsiadami w elektrolicie, co jest świetną wiadomością potwierdzającą, iż jony magnezu nie są aż tak związane z elektrolitem. Prendergast dodaje: „wyniki naszych badań mogą zainspirować przyszłe eksperymenty w tej dziedzinie”.

Źródło artykułu

Źródło grafiki