Materiais alternativos para eletrodos de magnésio

O magnésio é um material anódico promissor para baterias recarregáveis ​​devido à sua alta capacidade teórica (2205 mAh/g), baixo potencial redox (-2,37 V vs. SHE) e abundância. No entanto, o uso do magnésio metálico como ânodo é dificultado por vários desafios, incluindo a formação de uma camada passivadora na superfície do eletrodo, alta taxa de corrosão e crescimento de dendritos durante o ciclo. Para superar esses desafios, materiais alternativos têm sido explorados como eletrodos de magnésio. Aqui estão algumas das alternativas:

Ligas de magnésio: A liga de magnésio com outros elementos pode melhorar seu desempenho eletroquímico, modificando a química da superfície e a microestrutura do eletrodo. Os elementos de liga comuns incluem alumínio, zinco, cálcio e metais de terras raras. Essas ligas podem aumentar a resistência à corrosão, reduzir a formação da camada de passivação e melhorar a estabilidade do ciclo dos eletrodos de magnésio.

Materiais compósitos à base de magnésio: Materiais compósitos constituídos por magnésio e outros materiais condutores, como carbono, grafeno e óxidos metálicos, também foram investigados como eletrodos de magnésio. Esses compósitos podem melhorar a condutividade elétrica, a resistência mecânica e o desempenho eletroquímico dos eletrodos de magnésio.

Compostos intermetálicos: Compostos intermetálicos formados entre magnésio e outros metais, como alumínio, zinco e titânio, têm sido explorados como eletrodos de magnésio. Esses compostos intermetálicos podem exibir propriedades eletroquímicas melhoradas em comparação com o magnésio puro, incluindo maior capacidade, melhor estabilidade de ciclagem e corrosão reduzida.

Materiais do tipo conversão: Materiais do tipo conversão, como óxidos metálicos, sulfetos e nitretos, podem ser usados ​​como eletrodos de magnésio. Esses materiais sofrem reações de conversão reversíveis durante a ciclagem, envolvendo a intercalação/desintercalação de íons de magnésio e a conversão do material do eletrodo em diferentes fases. Eletrodos do tipo conversão podem fornecer alta capacidade e boa capacidade de taxa.

Materiais orgânicos: Materiais orgânicos, como polímeros conjugados e pequenas moléculas orgânicas, também têm sido investigados como eletrodos de magnésio. Esses materiais podem exibir reações redox reversíveis e podem fornecer alta capacidade e boa estabilidade de ciclagem.

A escolha de materiais alternativos para eletrodos de magnésio depende da aplicação específica e das características de desempenho desejadas. Mais pesquisas e desenvolvimento são necessários para otimizar o desempenho desses materiais alternativos e permitir o uso prático de baterias de magnésio.