Des chercheurs de l'Institut de la bioénergie et des bioprocédés de Qingdao (QIBEBT) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont fait un pas de plus vers la réalisation d'un projet viable, batterie à haut rendement à base de magnésium (Mg), un élément rapporté par le United States Geological Survey est beaucoup plus abondant que le lithium.

Les chercheurs ont publié leurs découvertes dans Angewandte Chemie , une revue à comité de lecture de la Société chimique allemande le 11 avril, 2020.

Les tentatives récentes pour développer une batterie Mg viable ont échoué parce que les produits de décharge sont des isolants, entravant le rendement et ralentissant le cycle de charge.

Les chercheurs du QIBEBT ont découvert que l'utilisation d'un ion cuivre ("Cu ⁺ ") l'origine de la cathode dans la batterie résout le problème de l'accumulation de produit de décharge. Au fur et à mesure que leur batterie Mg se décharge, Cu ⁺ se dissout dans l'électrolyte, échanger avec le Mg 2 ⁺ chimiquement, et devient du cuivre métallique lorsqu'il reçoit des électrons et forme un revêtement sur l'électrode. Le cuivre étant très conducteur, l'électricité circule librement, permettant un rendement énergétique élevé.

Les résultats de l'équipe ont montré d'excellentes performances dans le nouveau Mg/Cu ⁺ batterie. Après conditionnement initial, leur batterie expérimentale a conservé 80 pour cent de sa capacité d'origine après 200 cycles de charge/décharge. Une batterie lithium-ion commerciale typique détient au moins 80 pour cent de sa capacité d'origine après 1000 cycles.

Le professeur Cui Guanglei a déclaré que la batterie Mg de son équipe n'était pas encore commercialement viable, mais il est en passe de rivaliser avec la batterie au lithium. "Nous espérons atteindre le 1, jalon de 000 cycles au cours des deux prochaines années, " il a dit.

Le prix quotidien du magnésium est en moyenne d'environ 5 $, 000 USD par tonne, soit environ la moitié du coût du lithium. En plus d'être moins cher, les batteries à base de magnésium seraient également plus sûres. Les batteries au lithium mal fabriquées peuvent surchauffer et exploser, créant une responsabilité pour les industries allant des télécommunications à l'aérospatiale. "J'ai toute confiance pour dire que l'emploi Cu ⁺ /Mg peut conduire à des produits de batterie plus sûrs, " a déclaré le professeur Cui.

Le professeur Cui a déclaré que la prochaine étape vers la fabrication de Cu ⁺ /Mg batteries une réalité commerciale sera de la concevoir comme une poche souple. Faire cela, ils devront créer une forme de gel de leur Cu ⁺ solution électrolytique.

"Comme on peut le voir, un électrolyte gel conviendrait pour le Cu ⁺ chimie cathodique entraînée, " a déclaré le professeur Cui. Une fois que la batterie peut fonctionner sous forme de poche de gel, il deviendra plus facile de lui donner les formes étranges et souvent très minces exigées par les appareils grand public d'aujourd'hui.

"L'objectif ultime de cette étude est de commercialiser la batterie Mg en tant que dispositif de stockage d'énergie de prochaine génération au-delà de la technologie lithium-ion." a dit le professeur Cui.