Вчені з Університету Тохоку в Японії розробили прототип магнієвої батареї, що перезаряджається. У майбутньому такі акумулятори можуть замінити літій-іонні. Результати дослідження були опубліковані в журналі Communications Materials, передає Asia Research News.
Чому магнієві батареї?
Літій — дефіцитний метал, який складно і дорого добувати, а потреба людей у джерелах енергії постійно зростає. Магній же у великих кількостях зустрічається в земній корі. Досі магній не став основним матеріалом для акумуляторів через повільну реакцію, яка не дає змоги ефективно працювати за кімнатної температури.
Як вирішили проблему?
Дослідники використовували новий аморфний оксидний катод, щоб усунути цю проблему. Він запустив процес іонного обміну між літієм і магнієм, що спростило переміщення іонів магнію за кімнатної температури.
Команда виготовила прототип цільного елемента, щоб перевірити цю батарею в дії, і виявили, що вона здатна виробляти достатню кількість енергії навіть після 200 циклів і досить швидко заряджатися. Цього вистачило для тривалого живлення синього світлодіода. Оскільки для світіння світлодіода потрібна напруга понад 2,5 вольта, батарея генерує достатню напругу і може живити зовнішній ланцюг.
Дослідження підтверджує, що спостережувана ємність зумовлена істинною інтеркаляцією магнію, що підтверджено суворим хімічним аналізом. Це відрізняє систему від попередніх досліджень, де основний вплив на продуктивність мали побічні реакції, а не рух іонів магнію.
Раніше вчені зі США знайшли спосіб збільшити термін служби акумуляторів, використовуючи замість літію багатовалентні метали, такі як магній, кальцій і алюміній. У Китаї розробили водневу батарею, яка в 6 разів місткіша за літій-іонні. Вона не тільки має велику ємність і працює за кімнатної температури, а й безпечна.
