滑铁卢大学的研究人员在开发以镁代替锂的下一代电池方面取得了重大突破。
2000 年，一篇开创性的学术论文首次提出了使用镁制造电池的想法，当时这种新颖的设计无法提供足够的电压来与市场上主要使用的锂离子电池竞争。镁比锂更丰富，成本也更低，这将有助于进一步实现可持续的能源储存。
现在，滑铁卢大学团队距离将镁电池变成现实又近了一步，这种电池比目前的锂离子电池更具成本优势和可持续性。
化学系教授、加拿大固态能源材料研究主席 Linda Nazar 和 Nazar 团队的博士后研究员 Chang Li 设计了一种电解质，可实现高效的镁阳极。Li 和 Nazar 与加州大学伯克利分校和桑迪亚国家实验室合作开展了这项研究。
他们的研究成果《动态裸金属界面实现 50 mAh cm -2的可逆镁电沉积》于 12 月 6 日发表在《焦耳》杂志上。
电池有三个主要部分：阴极（电池的正极）、阳极（电池的负极）以及一种称为电解质的化学溶液，电解质允许电荷在阴极和阳极之间流动。
镁基电池的初步研究产生了 1 伏电压，低于标准 AA 电池的电压（1.5 伏）。研究发现，Li 和 Nazar 设计的电解质最高可产生 3 伏电压，如果采用更好的阴极设计，预计会取得进一步的改进。
“我们开发的电解液使我们能够以极高的效率沉积镁箔，并且比以前成功测试的电压更高，更稳定，”李说。“我们现在所需要的只是合适的阴极来将它们结合在一起。”
虽然其他研究人员也在这一领域取得了一些成功，但这些研究使用的材料价格昂贵，可能难以扩大规模用于商业用途。Li 和 Nazar 的电解质设计成本低廉，可以迅速扩大规模，以适应下一代电池市场。它还具有防腐蚀和不易燃的特点，而这两者都是之前的电解质迭代所面临的问题。
“这是迈向功能性镁电池商业化的又一大步，”纳扎尔说。“我们希望我们的工作能为我们或其他人打开一扇大门，发现和开发正确的正极，从而完成镁电池的拼图。”
发表于 2024-12-9 23:30:15
