Doorbraak van de batterij betekent dat magnesium uiteindelijk lithium kan vervangen

Anonim

Doorbraak van de batterij betekent dat magnesium uiteindelijk lithium kan vervangen

Automotive

Aaron Turpen

9 mei 2016

De elektrolyt was de probleemplek voor op magnesium gebaseerde batterijen, maar de onderzoekers van Toyota hebben dat misschien gekraakt, wat de weg naar hun productie effent (Credit: Toyota)

Ingenieurs van het Toyota Research Institute of North America (TRINA) denken dat ze het geheim hebben gevonden van het gebruik van magnesium in oplaadbare batterijen. Dit zou lithium vervangen als een veiligere, meer energie-dichte optie voor batterijen in alles, van mobiele telefoons tot auto's.

Magnesium wordt al geruime tijd beschouwd als een mogelijke vervanging van lithium in oplaadbare batterijen. Lithium is niet stabiel in de lucht en kan ontbranden bij blootstelling, dus om lithium-ion-batterijen veiliger te maken, worden de ionen gereduceerd en wordt het lithium ingebed in grafietstaven. Dit vermindert de hoeveelheid metaal (reducerende dichtheid), wat de hoeveelheid energie beperkt die de li-ionbatterij kan opslaan. Om de dichtheid te vergroten, hebben ingenieurs gespeeld met de mix van lithium en grafiet en de vorm van de cellen, maar de balans is lastig.

Magnesium daarentegen is stabiel in de atmosfeer en heeft meer potentieel voor energie dan lithium in termen van opslag. Het probleem is, het vormen van een elektrolyt dat het magnesium niet degradeert terwijl het een efficiënte overdracht biedt, was moeilijk gebleken - totdat een toevallige ontdekking tijdens onderzoek naar waterstof-brandstofcellen dat veranderde.

Hoofdwetenschapper en chemisch ingenieur Rana Mohtadi van Toyota hoorde collega's over de uitdagingen van het ontwikkelen van een magnesiumvriendelijke elektrolyt. Ze besefte dat de eigenschappen van het waterstofopslagmateriaal waarmee ze had gewerkt misschien wel bevorderlijk zou kunnen zijn voor een op magnesium gebaseerde batterij. Ze vormden een team en gingen aan het werk om het te testen.

De manager van de onderzoeksgroep van Toyota, Paul Fanson, schrijft de ontdekking toe aan de diversiteit van het onderzoekpersoneel van TRINA en het samenwerkingskarakter van de cultuur van de faciliteit.

Het team heeft een document samengesteld waarin de ontdekking wordt beschreven, die werd gepubliceerd in de Angewandte Chemie International Edition. Ze hopen dat andere onderzoekers buiten Toyota gebruik kunnen maken van het materiaal en de ontwikkeling van bruikbare op magnesium gebaseerde batterijen bespoedigen. Er is nog een lange weg te gaan voordat we magnesiumbatterijen in onze smartphones stoppen. De onderzoekers schatten dat het 20 jaar zou kunnen duren voordat deze batterijen de hoofdstroom gaan gebruiken. De hoop is dat het openbaar maken van de ontdekking kan helpen om die tijdlijn te versnellen.

Meer informatie in de onderstaande video:

Bron:

Toyota

De elektrolyt was de probleemplek voor op magnesium gebaseerde batterijen, maar de onderzoekers van Toyota hebben dat misschien gekraakt, wat de weg naar hun productie effent (Credit: Toyota)