Unleashing disordered rocksalt oxides as cathodes for rechargeable magnesium batteries
電池示意圖和現有陰極材料。由於高構型熵的作用,本材料含有許多金屬元素作為陽離子。圖片來源:東北大學

東北大學的研究人員在電池技術方面取得了進步,開發了一種用於可充電鎂電池(RMB)的新型陰極材料,即使在低溫下也能實現高效充電和放電。這種創新材料利用增強的岩鹽結構,有望開創更實惠、更安全、容量更高的儲能解決方案的新時代。

調查結果詳情發表於材料化學學報A

該研究展示了岩鹽結構中鎂 (Mg) 擴散的顯著改善,這是一項關鍵進步,因為這種結構中原子的緻密性先前阻礙了鎂的遷移。透過引入七種不同金屬元素的戰略混合物,研究小組創造了一種富含穩定的陽離子空位,有利於鎂的插入與脫出。

這是首次利用岩鹽氧化物作為人民幣的正極材料。研究人員採用的高熵策略允許陽離子缺陷活化岩鹽氧化物陰極。

該開發還解決了人民幣的一個關鍵限制——鎂在境內運輸的困難。。到目前為止,需要高溫來增強傳統陰極材料(例如具有尖晶石結構的材料)中的鎂遷移率。然而,東北大學研究人員推出的材料可在僅 90°C 的溫度下高效工作,顯示所需的工作溫度顯著降低。

東北大學材料研究所 (IMR) 教授川口智也 (Tomoya Kawaguchi) 指出了這項研究的更廣泛意義。「鋰資源稀缺且分佈不均,而鎂資源豐富,這為鋰電池提供了更永續、更具成本效益的替代品。」。

“鎂電池,採用新開發的,準備在各種應用中發揮關鍵作用,包括網格存儲,和便攜式電子設備,為全球轉向可再生能源和減少碳足跡做出了貢獻。

Kawaguchi 與 IMR 教授 Tetsu Ichitsubo 合作,他說:「透過利用這項研究克服了以前的材料限制,為下一代電池鋪平了道路,有望對技術、環境和社會產生重大影響。

最終,這項突破是尋求高效、環保的能源儲存解決方案的重要一步。

更多資訊:Tomoya Kawaguchi 等人,確保陽離子空位以實現岩鹽氧化物中鎂的可逆插入/脫出,材料化學學報A(2024)。DOI:10.1039/D3TA07942B

引文:釋放無序岩鹽氧化物作為可充電鎂電池的陰極(2024 年,3 月 29 日)檢索日期:2024 年 3 月 29 日來自 https://techxplore.com/news/2024-03-unleashing-disordered-rocksalt-oxys-cathodes.html

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