Haber

Tokyo Bilim Üniversitesi'ndeki araştırma ekibi, magnezyum bataryalar için yeni katot malzemeleri arayışında başarı elde etti. Özellikle araştırmacılar, magnezyum-vanadyum sistemine dayalı katot malzemelerinin performansını iyileştirmenin yollarına odaklanmışlardı.

Makalede grup, Mg1.33V1.67O4 sistemiyle çalıştıklarını ancak bir miktar vanadyumu manganez ile değiştirerek Mg1.33V1.67−xMnxO4 formülüne (x’in aralığı: 0,1 - 0,4) sahip malzemeler elde ettiklerini açıklamaktadır. Bu sistem yüksek teorik kapasite sunarken, pratik faydasının anlaşılması için yapısı, döngüsel oluşu ve katot performansı hakkında daha fazla ayrıntının analiz edilmesi gerekti.

Buna göre, araştırmacılar Mg1.33V1.67−xMnxO4 bileşiklerinin bileşimini, kristal yapısını, elektron dağılımını ve parçacık morfolojilerini X-ışını kırınımının ve emiliminin yanı sıra transmisyon elektron mikroskobu kullanarak incelediler. Analizler, Mg1.33V1.67−xMnxO4'ün oldukça homojen bileşime sahip spinel yapıya sahip olduğunu gösterdi.

Ardından, ekip, farklı elektrolitler kullanarak ve çeşitli sıcaklıklarda ortaya çıkan şarj/deşarj özelliklerini test ederek Mg1.33V1.67−xMnxO4'ün batarya performansını değerlendirmek için bir dizi elektrokimyasal ölçüm gerçekleştirdi.

Bu katot malzemeleri, özellikle Mg1.33V1.57Mn0.1O4 için yüksek deşarj kapasitesi yanısıra döngü sayısına bağlı olarak da önemli ölçüde değişkenlik de gözlemlendi. Ekip, bu değişkenliğin neden olduğunu anlamak için malzemedeki vanadyum atomlarının yakınında yer alan yerel yapıyı analiz etti.

Baş araştırmacı Yasushi Idemoto bir medya bildirisinde, "Görünüşe göre, özellikle kararlı kristal yapı, vanadyum tarafından büyük miktarda şarj telafisi ile birlikte Mg1.33V1.57Mn0.1O4 için gözlemlediğimiz üstün şarj/deşarj özelliklerine yol açar." demiştir. "Birlikte ele alındığında, sonuçlarımız Mg1.33V1.57Mn0.1O4'ün şarj edilebilir magnezyum bataryalar için iyi katot malzemesi adayı olabileceğini göstermektedir."

Idemoto, gelecekteki araştırma ve geliştirmelerle magnezyum bataryaların daha yüksek enerji yoğunlukları sayesinde lityum iyon bataryaları geçebileceğini söylemiştir.

Bilim adamı, daha yüksek batarya kapasitelerini gerçekleştirme potansiyeline ek olarak, magnezyumun şarj edilebilir bataryalar için umut verici bir aday olarak kabul edildiğini, çünkü metalin batarya kimyası için lityumdan daha güvenli olduğunu ve daha bol olduğunu belirtmiştir.