I ricercatori del Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) si sono avvicinati di un passo alla realizzazione di un batteria ad alto rendimento a base di magnesio (Mg), un elemento che secondo l'United States Geological Survey è molto più abbondante del litio.

I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati in Angewandte Chemie , una rivista peer-reviewed della Società Chimica Tedesca l'11 aprile 2020.

I recenti tentativi di sviluppare una batteria Mg praticabile sono inciampati perché i prodotti di scarica sono isolanti, ostacolando l'uscita e rallentando il ciclo di carica.

I ricercatori del QIBEBT hanno scoperto che usando uno ione di rame ("Cu ⁺ ") l'origine dal catodo nella batteria risolve il problema dell'accumulo di prodotti di scarica. Quando la batteria Mg si scarica, Cu ⁺ si dissolve in elettrolita, scambio con il Mg ₂ ⁺ chimicamente, e diventa rame metallico quando riceve elettroni e forma un rivestimento sull'elettrodo. Poiché il rame è altamente conduttivo, l'elettricità scorre liberamente, consentendo un'elevata produzione di energia.

I risultati del team hanno mostrato prestazioni eccellenti nel nuovo Mg/Cu ⁺ batteria. Dopo il condizionamento iniziale, la loro batteria sperimentale ha mantenuto l'80% della sua capacità originale dopo 200 cicli di carica/scarica. Una tipica batteria commerciale agli ioni di litio mantiene almeno l'80% della sua capacità originale dopo 1000 cicli.

Il prof. Cui Guanglei ha affermato che la batteria al Mg del suo team non è ancora commercialmente valida, ma è sulla buona strada per competere con la batteria al litio. "Ci aspettiamo di raggiungere il 1, traguardo di 000 cicli nei prossimi due anni, " Egli ha detto.

Il prezzo giornaliero del magnesio è in media di circa $ 5, 000 USD per tonnellata, circa la metà del costo del litio. Oltre ad essere più economico, le batterie a base di magnesio sarebbero anche più sicure. Le batterie al litio di scarsa qualità possono surriscaldarsi ed esplodere, creando una responsabilità per le industrie che vanno dalle telecomunicazioni all'aerospazio. "Ho piena fiducia nel dire che l'occupazione Cu ⁺ /Mg può portare a prodotti per batterie più sicuri, " Ha detto il prof. Cui.

Il prof. Cui ha detto che il prossimo passo verso la creazione di Cu ⁺ /Mg batterie una realtà commerciale sarà progettarla come un sacchetto flessibile. Fare così, dovranno creare una forma in gel del loro Cu ⁺ soluzione elettrolitica.

"Come possiamo vedere, un elettrolita in gel sarebbe adatto per il Cu ⁺ chimica del catodo guidato, " Ha detto il Prof. Cui. Una volta che la batteria può funzionare in una busta di gel, diventerà più facile progettarlo nelle forme strane e spesso molto sottili richieste dai dispositivi consumer di oggi.

"L'obiettivo finale di questo studio è commercializzare la batteria al metallo Mg come dispositivi di accumulo di energia di prossima generazione oltre la tecnologia agli ioni di litio". ha detto il prof. Cui.