Πρωτοποριακή εφεύρεση από ομάδα Πανεπιστημίου της Ιαπωνίας - Παρέχει αρκετή ισχύ για να ανάψει ένα μπλε LED για 200 κύκλους
Νέα έρευνα ανοίγει ξανά το ερώτημα σχετικά με τη βιωσιμότητα μιας μπαταρίας με βάση το μαγνήσιο σε θερμοκρασίες δωματίου.
Οι μπαταρίες όπως είναι σήμερα κυριαρχούνται από τύπους μπαταριών ιόντων λιθίου, όπου τα ιόντα λιθίου κινούνται μεταξύ της ανόδου και της καθόδου κατά τη διάρκεια των κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης.
Τεράστιες ερευνητικές προσπάθειες συνεχίζουν να βελτιώνουν και να τελειοποιούν χημικές ουσίες όπως το λίθιο-σιδήρου-φωσφορικό, παράλληλα με την έρευνα για μπαταρίες στερεάς κατάστασης που θα αντικαθιστούσαν τους εύφλεκτους υγρούς ηλεκτρολύτες με στερεούς.
Επιπλέον, οι εναλλακτικές λύσεις με βάση το νάτριο έχουν προχωρήσει, καθώς οι ερευνητές συνεχίζουν να αναζητούν βιώσιμες χημικές ουσίες επόμενης γενιάς που είναι φθηνές, υψηλής ενέργειας και ασφαλείς.
Εσχάτως, μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο Tohoku (Σεντάι Ιαπωνίας) έχει επιδείξει μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία μαγνησίου που λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου, χρησιμοποιώντας μια κάθοδο άμορφου οξειδίου με τον τύπο Mg₀.₂₇Li₀.₀₉Ti₀.₁₁Mo₀.₂₂O.
Το μαγνήσιο θεωρείται εδώ και καιρό ως μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική χημεία. Όπως το νάτριο, το στοιχείο ή το μέταλλο είναι άφθονο, μη τοξικό και θεωρητικά ικανό για υψηλή ογκομετρική ενεργειακή πυκνότητα.
Ωστόσο, το μαγνήσιο είχε αυτό που οι χημικοί περιγράφουν ως «αργή κινητικότητα ιόντων» σε θερμοκρασίες δωματίου.
Αυτό σημαίνει ότι απέχει πολύ από την πρακτική χρήση.
Τα επιτεύγματα της νέας μπαταρίας
Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο σχεδιασμός της καθόδου επιτρέπει στα ιόντα μαγνησίου να διαχέονται πιο ελεύθερα μέσω μιας διαδικασίας ανταλλαγής ιόντων μεταξύ λιθίου και μαγνησίου.
«Ο λόγος που το μαγνήσιο δεν ήταν το κύριο υλικό που χρησιμοποιείται για τις μπαταρίες είναι λόγω μιας αργής αντίδρασης που εμποδίζει τη λειτουργία σε θερμοκρασία δωματίου.
Φανταστείτε οι μπαταρίες της συσκευής σας να μπορούσαν να λειτουργήσουν μόνο σε ακραίες θερμοκρασίες. Θα ήταν ουσιαστικά άχρηστο για την καθημερινή ζωή.
Κατασκευάσαμε ένα πρωτότυπο πλήρους στοιχείου για να δοκιμάσουμε αυτήν την μπαταρία σε λειτουργία και διαπιστώσαμε ότι ήταν σε θέση να αποφορτίζει επαρκείς ποσότητες ενέργειας ακόμη και μετά από 200 κύκλους.
Ήταν αρκετό για να τροφοδοτεί συνεχώς μια δίοδο εκπομπής μπλε φωτός (LED)», εξήγησε ο Tetsu Ichitsubo του Πανεπιστημίου Tohoku.
Το πρωτότυπο παρείχε αρκετή ισχύ για να ανάψει ένα μπλε LED για 200 κύκλους, υποδεικνύοντας αναστρέψιμη παρεμβολή μαγνησίου και όχι παράπλευρες αντιδράσεις, κάτι που χαρακτηρίστηκε ως κοινός περιορισμός σε προηγούμενες δοκιμές.
Το σύστημα λειτουργούσε περίπου στα 2,5 V, επιδεικνύοντας επαρκές δυναμικό για εξωτερικές εφαρμογές.
Η ομάδα επιβεβαίωσε μέσω χημικής ανάλυσης ότι η χωρητικότητα προερχόταν από την εισαγωγή γνήσιου μαγνησίου.
Το αποτέλεσμα σηματοδοτεί μία από τις πρώτες καθόδους οξειδίου που διατηρούν λειτουργία ιόντων μαγνησίου σε συνθήκες περιβάλλοντος.
Η ανάπτυξη παραμένει σε ένα εργαστηριακό περιβάλλον επίδειξης, πολλά βήματα μακριά από μια εμπορική εφαρμογή.
Αλλά τώρα είναι ανοιχτό το ερώτημα για το πού θα μπορούσε το μαγνήσιο να υποστηρίξει νέους τύπους μπαταριών, ειδικά όταν αντιμετωπίζουμε περιορισμένους πόρους.
www.worldenergynews.gr
