baterías de magnesio

Más allá de las principales barreras técnicas en las baterías de magnesio

Los científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) Han descubierto un nuevo enfoque para el desarrollo de una batería recargable en un magnesio metálico no acuoso.

Un documento publicado en Nature Chemistry ha descrito en detalle, ya que han abierto el camino para un método para permitir la química de magnesio reversible en el metal en los electrolitos basados ​​en carbonato de no corrosivo y probado el concepto en una célula prototipo. La tecnología tiene ventajas potenciales sobre las baterías de iones de litio, en particular, una densidad de energía más alto, mayor estabilidad y menores costos.

La tecnología dominante de la batería de iones de litio se acerca a la cantidad máxima de energía que puede ser almacenada por volumen, así que hay una urgente necesidad de explorar nuevos tipos de batería que puede proporcionar más energía a menor costo.

Una reacción electroquímica alimenta una batería mientras que los iones fluyan a través de un líquido (electrólito) el electrodo negativo (cátodo) el electrodo positivo (ANODO). Para las baterías que utilizan litio, el electrolito es una solución salina que contiene iones de litio. también, es importante que la reacción química es reversible de manera que la batería puede ser recargada.

baterías de magnesio (mg) teóricamente contienen casi el doble de energía por volumen de baterías de iones de litio. Pero la investigación hasta la fecha se han encontrado con un obstáculo: reacciones químicas electrolito convencional han creado una barrera en la superficie de magnesio, que ha impedido la recarga de la batería. Los iones de magnesio podían fluir en la dirección inversa sólo a través de un electrolito líquido altamente corrosivo, pero esto impide la posibilidad de crear una batería de magnesio comercial.

En un intento de superar estos obstáculos, los investigadores desarrollaron interfase (una capa tampón) que protegían la superficie del ánodo de magnesio. Este ánodo protegida mostró significativamente mejor desempeño.

Las ilustraciones adjuntas muestran cómo los científicos de NREL han resuelto un problema con la realización de una batería recargable de magnesio.

Los científicos han montado células prototipo para demostrar la fuerza interfase artificial y han encontrado resultados prometedores: la celda con ánodo protegido ha permitido resultados nunca demostrado antes. La celda de ánodo con esta protegida también ha proporcionado más de prototipos de energía sin protección y continuado haciendo ciclos repetidos por lo que durante. también, el grupo ha demostrado la capacidad de recarga de la batería de magnesio, que proporciona una forma sin precedentes.

Además de ser más fácilmente disponible de litio, magnesio tiene otras ventajas potenciales. primero, magnesio libera dos electrones en lugar de una de litio, por lo que es posible la entrega de casi el doble de la energía de litio. también, baterías de magnesio no sufren el crecimiento de las dendritas, los cuales son cristales que pueden causar cortocircuitos y sobrecalentamiento por lo tanto peligroso e incluso incendios, la fabricación de baterías de magnesio potencialmente mucho más seguro que la batería de iones de litio.

el electrolito, una de las tres partes principales de una batería, es responsable de la transferencia de iones de carga en una batería de estado sólido. Esto crea una corriente eléctrica cuando las otras dos partes de la batería, el ánodo y el cátodo, Están conectados en un circuito.

La mayoría de las baterías recargables de teléfonos inteligentes, ordenadores y otros dispositivos electrónicos de consumo utilizan una base de litio electrolito líquido.

El nuevo material se compone de sodio, fósforo, estaño y azufre y tiene una forma de cristal tetragonal. Tiene defectos o áreas en las que se presentan algunos átomos de sodio, estaño y azufre, y estos le permiten transferir iones.

Desde sodio es mucho más abundante que el litio, una batería a los iones sodio sería potencialmente mucho más económico de producir que una de iones de litio. El material también sería seguro de usar.

Al calentar electrolitos líquidos, inflamarse o liberar la cantidad de calor que podría hacer un daño.

Hace unos meses, un anuncio fue alcanzado por los investigadores en Toyota, que siempre que entre 20 magnesio años serán la "nueva litio".

Hace mucho tiempo que recordaba la lectura sobre una batería de magnesio, que ya funciona, realizado y patentado en Italia. Una búsqueda en Internet confirma que lo que sucedió en 1997, gracias a dos investigadores de la Universidad de Padua, Vito Noto y Maurizio Fauri (que ahora trabaja en la Universidad de Trento).

Después de veinte años, siempre es el punto de partida, alojada en laboratorios universitarios todavía en fase de prototipo de trabajo, pero eso, para ser industrializada sigue requiriendo aproximadamente un millón de euros de inversión, mayúscula ridícula como residuos que vemos cada día, pero nunca se materializó.

El historial de la batería de magnesio Di Noto y Fauri, Es un ejemplo típico de lo difícil que es innovar en Italia, sino también de cómo el mundo de la ciencia y la industria está lejos de ser meritocrática: a veces para ir hacia adelante no son las mejores.

Antes del cierre del artículo me di cuenta de esta última joya procedente de Taiwán:

“Investigadores de la Universidad Nacional Cheng Kung han demostrado un proceso de impresión 3D para el láser para producir un magnesio de litio recargable que puede traer, según el equipo, en baterías más pequeñas, hasta tres veces más eficiente y, sobre todo,, Puede ser producido en minutos en lugar de horas ".

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