p Eletrólitos de bateria usando quelantes à base de amina que dissolvem cátions divalentes demonstraram revestimento / remoção de metal Mg estável e altamente reversível, conforme ilustrado pela imagem de microscopia eletrônica de varredura (SEM) do ânodo de Mg ciclado mostrado à esquerda junto com uma concha de solvatação representativa do Mg2 + cátion. O mesmo eletrólito mostrou intercalação / desintercalação reversível em catodos de óxido de metal de alta voltagem, como Mg0,15MnO2 (mostrado à direita). As baterias constituídas de magnésio metálico acoplado ao cátodo de Mg0,15MnO2 atingiram uma densidade de energia de 420 Wh kg-1 ao nível do eletrodo. Crédito:Nina Borodin, Singyuk Hou, Xiao Ji
p Uma equipe de pesquisadores que trabalha na Universidade de Maryland desenvolveu uma estratégia de projeto de eletrólito para a fabricação de baterias de metal bivalente. Em seu artigo publicado na revista
Ciência , o grupo descreve a solução de problemas associados a baterias de metal recarregáveis bivalentes e a estratégia que desenvolveram para superá-los. Pengjian Zuo e Geping Yin, do Harbin Institute of Technology, descrevem questões com o desenvolvimento de baterias de metal divalente e descrevem o trabalho realizado pela equipe de Maryland em um artigo publicado na mesma edição do jornal. p Os átomos de metais divalentes podem se combinar com átomos de hidrogênio duais. Alguns dos mais conhecidos são o cálcio e o magnésio - dois metais que são muito mais abundantes e de fácil acesso do que o lítio, que é comumente usado em baterias. Por isso, os pesquisadores estão procurando uma maneira de usá-los em baterias recarregáveis. Baixas tensões de trabalho e desempenho de ciclo inferior ao desejado são obstáculos devido à falta de um eletrólito que não forma camadas no ânodo. Também houve problemas com a migração de metal para o cátodo. Neste novo esforço, os pesquisadores desenvolveram uma estratégia de design que supera esses problemas para o magnésio.
p A estratégia envolveu o uso de um projeto de eletrólito versátil em que agentes quelantes interagem com cátions, que melhorou a reversibilidade da bateria e sua cinética de transferência de carga. Os pesquisadores notaram que a interface do solvente do magnésio é geralmente estável em comparação com o lítio. Isso os levou a procurar e encontrar um grupo de quelantes de metoxietilamina que tendem a promover a transferência de carga sem reações colaterais, à medida que os ligantes se ligam aos átomos do metal em vários locais. Em teste, as baterias usando os quelantes, eram capazes de estabilidade, ciclagem reversível de células RCB e RMB, e eles tinham alta densidade e alta eficiência também. Os pesquisadores sugerem que seu trabalho fornece uma estratégia de design para o uso de metais bivalentes para tornar viável, baterias recarregáveis. p © 2021 Science X Network
