Magnesiumbatterijen mogelijk een veiliger alternatief voor lithium

Je telefoon, je laptop, de nieuwe Roadster van Tesla en zelfs de damp van je nicht draaien allemaal op lithium-ionbatterijen. Deze krachtcellen laten de technologische wereld om ons heen draaien, er is een klein probleem: ze zijn gekend om te ontploffen.

Een team van wetenschappers op een missie om te voorkomen dat je smartphone in een granaat verandert, heeft mogelijk aanzienlijke vooruitgang geboekt met een van de favoriete kandidaten voor een vervanging van lithium: het element één kolom over en één rij omlaag op het periodiek systeem, magnesium.

Gedetailleerd in een paper gepubliceerd in deze week Natuurcommunicatie, hebben onderzoekers van het ministerie van Energie een solide geleider ontdekt die magnesium scandium selenide spinel wordt genoemd en die uw laptop net zo goed zou kunnen voeden als lithium-ionbatterijen, zonder de veiligheidsrisico's.

Het is belangrijk om een ​​vervangende batterij te vinden die kan wedijveren met de prestaties van lithium-ion. Want afgezien van hun occasionele ontvlambaarheid - en ja, dat is een grote "trouwens" - zijn lithium-ionbatterijen behoorlijk groot. Ze zijn echt energierijk, wat betekent dat ze veel energie kunnen opslaan in een kleine ruimte, en ze verliezen hun lading niet zo snel in de buurt als andere batterijchemicaliën.

De elektrolyt, of de vloeistof in lithium-ionbatterijen die lading tussen de positieve en negatieve lading van de batterij draagt ​​- de anode en de kathode - is wat ze zo gevaarlijk maakt. Specifiek is het probleem dat het een vloeistof is, die gevaarlijke instabiliteit in de batterij kan veroorzaken.

Deze nieuwe magnesiumgeleider is solide, waardoor hij veel meer brandwerend is. Het is niet alleen veiliger, maar het is ook vergelijkbaar met zijn lithium-equivalent in termen van energiedichtheid.

Nadat dit was ontdekt, kreeg het eerste onderzoeksteam wat hulp van wetenschappers aan het Massachusetts Institute of Technology en het Argonne National Laboratory. Dit interdisciplinaire team was in staat om te verifiëren dat dit magnesiummateriaal in feite je elektronica kon voeden.

Hoewel deze ontdekking een groot potentieel heeft getoond, zijn er nog een aantal knelpunten die moeten worden uitgewerkt voordat deze kan worden gebruikt om de nieuwste voertuigen van Tesla van stroom te voorzien. De magnesiumsubstantie ondervindt elektronenlekkage, wat betekent dat deze de lading zou verliezen, zelfs als deze niet wordt gebruikt.

"Dit heeft waarschijnlijk nog een lange weg te gaan voordat je er een batterij van kunt maken, maar het is de eerste demonstratie waarmee je solid-state materialen kunt maken met echt goede magnesium-mobiliteit," Gerbrand Ceder, een co-auteur van het papier, zei in een verklaring. "Magnesium wordt verondersteld langzaam te bewegen in de meeste vaste stoffen, dus niemand dacht dat dit mogelijk zou zijn."

Totdat de wetenschapper erachter komt hoe deze nieuwe energiebron kan ophouden met het opraken van het sap, zo snel zal lithium-ion doorgaan met het heersen van de technologie die we dagelijks gebruiken. Niemand wil dat hun elektrische auto geen sap meer heeft als deze geparkeerd staat.