Neue Magnesium-Batterietechnologie -Lithium-Ionen-Batterieausrüstung

Kürzlich fegte der Hurrikan Harvey der Kategorie 4 über die Südküste von Texas in den Vereinigten Staaten und verursachte Stromausfälle in 300.000 Haushalten. Die von Yao Yanxin, Professor am Department of Electrical Engineering der University of Houston und am Texas Superconducting Center, entwickelte Magnesiumbatterie gibt den Menschen jedoch Hoffnung im Umgang mit katastrophalen Stromausfällen. Die neue Magnesiumbatterie des Teams ermöglicht eine kostengünstige und sichere Energiespeichertechnologie.

In einem Interview mit Science and Technology Daily zu seinen neuesten Ergebnissen, die in Nature Communications veröffentlicht wurden, sagte Yao Yan: "Neue Energiespeichertechnologie kann als Backup-Energiequelle zur Bekämpfung von Hurrikanen eingesetzt werden und auch das Stromnetz stabiler machen." Zu den aktuellen Energiespeichertechnologien gehören Superkondensatoren, Blei-Säure-Batterien, Lithiumbatterien usw. Unterschiedliche Technologien haben unterschiedliche Stromversorgungsleistung und -dauer. Die Wahl der Energiespeichertechnologie erfordert eine umfassende Berücksichtigung der geografischen Lage, der Kosten, der Sicherheit, der Lebensdauer, der Energiedichte und anderer Indikatoren. (Lithium-Ionen-Batterieausrüstung)

Magnesiumbatterien verwenden Magnesiummetall als negative Elektrode. Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien haben Magnesiumbatterien drei herausragende Vorteile: Magnesium ist in der Erdkruste reichlich vorhanden, etwa 13,9 %; Die volumenspezifische Kapazität der negativen Magnesiumelektrode ist doppelt so hoch wie die von Lithiummetall; Während des Prozesses produziert die negative Magnesiummetallelektrode keine Dendriten und ist daher sehr sicher. Die Festphasendiffusion von Magnesiumionen ist jedoch sehr langsam, was es schwierig macht, Materialien für die Einbettung positiver Elektroden zu finden, die für die Speicherung von Magnesiumionen geeignet sind. "Die Suche nach Kathodenmaterialien mit hoher spezifischer Kapazität und Betriebsspannung ist zum Schlüssel für die Entwicklung von Magnesiumbatterien geworden", sagte Yao Yan.

Als Antwort auf dieses Problem entwickelten sie eine neue Generation von Kathoden-Magnesium-Batteriematerialien, die es der Batterie ermöglichen, eine massenspezifische Kapazität von bis zu 400 mAh/g zu erreichen. Im Vergleich zu frühen Magnesium-Batteriekathoden ist der Wirkungsgrad um das Vierfache erhöht. Derzeit beträgt die Spannung der Magnesiumbatterie etwa 1 Volt, und die Spannung der in der Entwicklung befindlichen Batterie der nächsten Generation kann auf fast 3 Volt erhöht werden.

Obwohl sich diese Forschung noch in einem frühen Stadium befindet und es keinen konkreten Zeitplan für die Industrialisierung gibt, stellt sie eine neue Forschungsidee dar und hat einen richtungsweisenden Wert für kostengünstige und sichere multivalente Ionenbatterien. Yao Yan hofft, dass die Magnesium-Batterietechnologie Lösungen für zukünftige Energiespeichertechnologien bei Katastrophenwetter bieten kann.