Vysoká cena lithia vede k snaze nahradit Li-Ion články nějakou jinou technologií. Co třeba elektroda z hořčíku? Výzkumníci nyní přesněji popsali způsob degradace hořčíkových baterií.
Výzkumníci z Lawrence Berkeley National Laboratory a Joint Center for Energy Storage Research (spadá pod americké ministerstvo energetiky) nyní přesněji popsali způsob degradace hořčíkových baterií. Studie byla publikována v časopisu Chemistry of Materials.
V rámci experimentů i modelování na superpočítačích se zkoumalo následující uspořádání: anoda z hořčíku a kapalný elektrolyt diglym s rozpuštěnými hořečnatými ionty (sůl Mg(TFSI)2 – Bis(trifluoromethanesulfonyl)imid), které se periodicky rozpouštějí a sráží na elektrodě. Oproti lithiu je taková baterie levnější a nabízí i větší hustotu uložené energie, hořčík je navíc méně reaktivní než lithium, takže by zde bylo menší riziko přehřátí/vznícení. Problémem jsou však nežádoucí vedlejší reakce mezi elektrodami a elektrolytem, které článek ničí (z podobného důvodu je v Li-Ion článku elektroda z uhlíku, ne ze samotného lithia, i když se tím přidává „neužitečná“ látka).
Až dosud se předpokládalo, že k destrukci hořčíkové baterie dochází až při dobíjení. Nový výzkum však ukázal, že problém je ještě hlubší a nežádoucí reakce zde probíhají už v klidu, dokonce i bez uvedení baterie do provozu. Na povrchu horčíkové elektrody se vytváří tenký oxidovaný povlak. To by ještě nemuselo vadit, protože tato vrstva není sama o sobě nijak reaktivní, komplikace však mají představovat nečistoty v této vrstvě, které dále reagují s elektrolytem. Elektrolytu ubývá, baterie se vysušuje, další produkty pokrývající elektrodu navíc narušují samotnou funkci baterie.
Další simulace i experimenty by měly přinést zlepšení především na straně elektrolytu. Takto upravené elektrolyty by mohly zlepšit i vlastnosti Li-Ion nebo hliníkových baterií (a zřejmě i Na-Ion, respektive všech typů s rozpouštějící se elektrodou z neušlechtilého kovu).
Na výzkumu mají být zajímavé i citlivé skenovací metody, které byly nově použity (např. APXPS, ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy).
Zdroj: Phys.org
