baterias de magnésio

Passado as principais barreiras técnicas em baterias de magnésio

Cientistas do National Renewable Energy Laboratory (NREL) Eles descobriram uma nova abordagem para o desenvolvimento de uma bateria recarregável em um magnésio metálico não-aquoso.

Um documento publicado na Nature Química tenha descrito em detalhe como se ter aberto o caminho para um método para permitir a química reversível de magnésio no metal nos electrólitos à base de carbonato não corrosivo e testado o conceito de uma célula protótipo. A tecnologia tem vantagens potenciais sobre baterias de lítio, particularmente, uma densidade de energia mais elevada, maior estabilidade e custos mais baixos.

A tecnologia dominante da bateria de iões de lítio se aproxima a quantidade máxima de energia que pode ser armazenada por volume, por isso há uma necessidade urgente de explorar novos tipos de bateria que pode fornecer mais energia a um custo menor.

Uma reacção electroquímica alimenta uma bateria enquanto que os iões fluam através de um líquido (eletrólito) o eléctrodo negativo (cátodo) o eléctrodo positivo (anodo). Para baterias que usam lítio, o electrólito é uma solução de soro fisiológico contendo iões de lítio. também, é importante que a reacção química é reversível de modo que a bateria pode ser recarregada.

baterias de magnésio (mg) teoricamente, eles contêm quase duas vezes mais energia por unidade de volume de baterias de lítio. Mas a pesquisa até à data têm encontrou um obstáculo: reacções químicas electrólito convencional criaram uma barreira na superfície do magnésio, o que tem impedido a bateria de recarga. Os iões de magnésio poderia fluir na direcção inversa somente através de um electrólito líquido altamente corrosivo, mas isso impediu a possibilidade de criar uma bateria de magnésio comercial.

Em uma tentativa de superar esses obstáculos, os pesquisadores desenvolveram interfase (uma camada tampão) que protegia a superfície do ânodo de magnésio. Este ânodo protegido mostraram significativamente melhor desempenho.

As ilustrações adjacentes mostrar como os cientistas NREL ter resolvido um problema com a realização de uma bateria recarregável de magnésio.

Os cientistas têm montados células protótipo para demonstrar a força interfase artificial e encontraram resultados promissores: a célula com ânodo protegido permitiu resultados nunca antes demonstrada. A célula com este ânodo protegida também forneceu mais protótipo de energia sem proteção e continuou a fazê-lo durante ciclos repetidos. também, o grupo demonstrou a possibilidade de recarga da bateria de magnésio, que fornece uma maneira sem precedentes.

Além de ser mais prontamente disponível lítio, magnésio tem outras vantagens potenciais. primeiro, magnésio liberta dois electrões, em vez de um de lítio, tornando possível para entregar quase o dobro da energia de lítio. também, baterias de magnésio não sofrem o crescimento de dendrites, que são cristais que podem causar curto-circuitos e, por conseguinte, o sobreaquecimento perigoso e mesmo incêndios, fazendo baterias magnésio potencialmente muito mais seguros do que a bateria de iões de lítio.

o eletrólito, uma das três partes principais de uma bateria, é responsável pela transferência de iões carregados numa bateria de estado sólido. Isso cria uma corrente elétrica quando as outras duas partes da bateria, o ânodo e o cátodo, Eles são ligados num circuito.

pilhas recarregáveis ​​A maioria dos smartphones, computadores e outros dispositivos electrónicos de consumo usar uma base de lítio-electrólito líquido.

O novo material é composto de sódio, fósforo, estanho e enxofre e tem uma forma de cristal tetragonal. Ele tem falhas ou áreas em que eles apresentam alguns átomos de sódio, estanho e enxofre, e estes permitem transferir íons.

Uma vez que o sódio é muito mais abundante do que o lítio, uma bateria de iões de sódio seria potencialmente muito mais económico de produzir do que uma de iões de lítio. O material também seria seguro para uso.

Ao aquecer electrólitos líquidos, tornar inflamado ou liberar tanto calor que poderia causar danos.

Há alguns meses, um anúncio foi atingido por pesquisadores da Toyota, que desde que entre 20 anos de magnésio será o "novo lítio".

Há muito tempo eu me lembrei de ler sobre uma bateria de magnésio, já em funcionamento, realizado e patenteado na Itália. Uma busca na internet confirma que o que aconteceu em 1997, graças a dois pesquisadores da Universidade de Pádua, Vito Noto e Maurizio Fauri (que agora trabalha na Universidade de Trento).

Depois de vinte anos, é sempre o ponto de partida, alojados em laboratórios universitários ainda em fase de protótipo de trabalho, mas que, para ser industrializado continua a exigir cerca de um milhão de investimento euro, um capital ridículo como resíduos vemos todos os dias, mas nunca se materializou.

O magnésio histórico da bateria Di Noto e Fauri, É um exemplo típico de como é difícil inovar na Itália, mas também de como o mundo da ciência e da indústria está longe de meritocrática: às vezes para ir para a frente não são os melhores.

Antes do encerramento do artigo me dei conta deste último gem vindo de Taiwan:

“Pesquisadores da Universidade Nacional Cheng Kung demonstraram um processo de impressão 3D para o laser para produzir um magnésio recarregável de lítio pode trazer, de acordo com a equipe, em baterias menores, até três vezes mais eficiente e acima de tudo, Pode ser produzido em minutos em vez de horas ".

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