Pesquisadores do Instituto Qingdao de Bioenergia e Tecnologia de Bioprocessos (QIBEBT) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) deram um passo mais perto de tornar viável, bateria de alta potência baseada em magnésio (Mg), um elemento relatado pelo Serviço Geológico dos Estados Unidos é muito mais abundante do que o lítio.

Os pesquisadores publicaram suas descobertas em Angewandte Chemie , um jornal revisado por pares da Sociedade Química Alemã em 11 de abril, 2020.

Tentativas recentes de desenvolver uma bateria de Mg viável tropeçaram porque os produtos de descarga são isolantes, dificultando a produção e diminuindo o ciclo de carga.

Os pesquisadores do QIBEBT descobriram que usando um íon de cobre ("Cu ⁺ ") a origem do cátodo na bateria aborda o problema de acúmulo de produto de descarga. À medida que sua bateria de Mg se descarrega, Cu ⁺ se dissolve em eletrólito, troca com o Mg ₂ ⁺ quimicamente, e se torna cobre metálico à medida que recebe elétrons e forma um revestimento no eletrodo. Uma vez que o cobre é altamente condutor, eletricidade flui livremente, permitindo alta produção de energia.

As descobertas da equipe mostraram excelente desempenho no recém-desenvolvido Mg / Cu ⁺ bateria. Após o condicionamento inicial, sua bateria experimental reteve 80 por cento de sua capacidade original após 200 ciclos de carga / descarga. Uma bateria de íon de lítio comercial típica mantém pelo menos 80 por cento de sua capacidade original após 1000 ciclos.

O professor Cui Guanglei disse que a bateria de Mg de sua equipe ainda não é comercialmente viável, mas está no caminho certo para competir com a bateria de lítio. "Esperamos alcançar o 1, Marco de 000 ciclos nos próximos dois anos, " ele disse.

O preço diário do magnésio gira em torno de US $ 5, 000 USD por tonelada - cerca de metade do custo do lítio. Além de ser mais barato, As baterias à base de magnésio também seriam mais seguras. Baterias de lítio mal feitas podem superaquecer e explodir, criando uma responsabilidade para indústrias que vão desde as telecomunicações à aeroespacial. “Tenho toda a confiança para dizer que o emprego Cu ⁺ / Mg pode levar a produtos de bateria mais seguros, "Prof. Cui disse.

Prof. Cui disse que o próximo passo para fazer Cu ⁺ / Baterias Mg uma realidade comercial será projetá-lo como uma bolsa flexível. Para fazer isso, eles precisarão criar uma forma de gel de seu Cu ⁺ solução eletrolítica.

"Como podemos ver, um eletrólito de gel seria adequado para o Cu ⁺ química do cátodo conduzido, "Disse o prof. Cui. Uma vez que a bateria pode funcionar em forma de bolsa de gel, ficará mais fácil projetá-lo nas formas estranhas e muitas vezes muito finas exigidas pelos dispositivos de consumo de hoje.

"O objetivo final deste estudo é comercializar a bateria de metal Mg como dispositivos de armazenamento de energia de última geração, além da tecnologia de íons de lítio." Prof. Cui disse.