Исследователи в Университете Иллинойса в Чикаго сделали значительный шаг к разработке батареи, которая могла выиграть у литий-ионной технологии, используемой в электромобилях, таких как В Охоты.Они показали, что могут заменить литиевые ионы, каждый из которых несет единственный положительный заряд с ионами магния, которые имеют плюс – два, заряжают, в подобных батарее химических реакциях, используя электрод со структурой как те во многих сегодняшних устройствах.«Поскольку магний – ион, который несет два положительных заряда, каждый раз, когда мы вводим ион магния в структуре материала батареи, мы можем переместить вдвое больше электронов», говорит Хорди Кабана, доцент UIC химии и научный руководитель на исследовании.
«Мы надеемся, что эта работа откроет вероятный путь дизайна для нового класса высоковольтных, высокоэнергетических батарей», сказал Кэбана.Исследование – часть Совместного Центра Исследования Аккумулирования энергии, Инновационного Центра Министерства энергетики во главе с Национальной лабораторией Аргонна, которая стремится достигать революционного прогресса в работе батареи. Исследование онлайн перед печатью в журнале Advanced Materials.Каждая батарея состоит из положительного и отрицательного электрода и электролита.
Электроды обменивают электроны и ионы, которые обычно имеют положительный заряд. Только ионы текут через электролит, который является электрическим изолятором, чтобы вынудить электроны течь через внешнюю схему, чтобы привести в действие транспортное средство или устройство.Чтобы перезарядить батарею, обмен полностью изменен. Но химическая реакция не совершенно эффективна, который ограничивает, сколько раз может быть перезаряжена батарея.
«Чем больше раз Вы можете сделать это назад и вперед, тем больше раз Вы будете в состоянии перезарядить свою батарею и все еще получить использование его между обвинениями», сказал Кэбана. «В нашем случае мы хотим максимизировать количество электронов, перемещенных за ион, потому что ионы искажают структуру материала электрода, когда они входят или уезжают. Чем больше структура искажена, тем больше затраты энергии кладения обратно ионов, тяжелее это становится, чтобы перезарядить батарею».«Как гараж, есть только столько мест для автомобилей», сказал Кэбана. «Но Вы можете поместить автомобиль в каждое пространство с большим количеством людей внутри, не искажая структуру».
Устанавливание того магния может быть обратимо вставлено в структуру материала электрода, приносит нам один шаг ближе к прототипу, сказал Коттедж.«Это еще не батарея, это – часть батареи, но с той же самой реакцией Вы нашли бы в заключительном устройстве», сказал Коттедж.