Новости химической науки > Тойота создает первый магний-серный аккумулятор

Исследователи из США продемонстрировали первый аккумулятор с анодом из магния и катодом из серы. Результаты этого открытия чрезвычайно значимы – считается, что магний-серные аккумуляторы окажутся эффективнее существующих технологий, лежащих в основе получения аккумуляторов.

Карл Райдер (Karl Ryder) специалист по разработке аккумуляторов из Университета Лестера поясняет, что магний-серные аккумуляторные системы давно являются заманчивой целью технологов – теоретически в таких аккумуляторах могут сочетаться высокая емкость и небольшие размеры. Помимо прочего, магний не имеет тенденцию к образованию дендритов – отложений в виде длинных иглообразных кристаллов, способных разрушить аккумулятор.

Элементная сера является идеальным катодом для магниевого анода благодаря высокой плотности энергии, которую такая система может обеспечить, по оценкам – плотность энергии такой системы примерно вдвое может превышать плотность энергии, характерную для литий-ионных источников тока. Однако, химические свойства магния и серы делают эти вещества несовместимыми с большинством существующих электролитов, поэтому объединение этих электродов в рамках одной работающей системы до настоящего времени не было возможным. Исследователям из Североамериканского исследовательского института Тойоты (TRINA) удалось получить электролит, работающий с магниевым анодом и серным катодом. Основаная проблема в поиске такого электролита заключалась в том, что известные к настоящему времени магнийсодержащие электролиты нуклеофильны, что способствует быстрому разрушению катода из серы.

Рисунок из Nature Comm., DOI: 10.1038/ncomms1435

Исследователи провели реакцию не проявляющего нуклеофильные свойства гексаметилдисилазидмагнийхлорида с хлоридом алюминия – кислотой Льюиса. В результате этого взаимодействия образовались электрохимические активные частицы, которые после перекристаллизации и повторного растворения образовывали не проявляющий нуклеофильных свойств электролит, который можно было использовать с электродами из серы и магния.

Тем не менее, до окончательной коммерциализации магний-серных аккумуляторов требуется решить еще немалое количество задач. Такаси Кузуя (Takashi Kuzuya), менеджер отдела исследования TRINA, непосредственно не принимавший участие в исследовательской работе, отмечает, что работа устройства пока осложняется процессом разрядки – катод из серы подвергается электрохимическому восстановлению, в результате которого образуются полисульфидные анионы, которые переходят в раствор электролита. Он добавляет, что критическим фактором для использования серо-магниевых источников электрического тока является предотвращение растворения серы, другим важным фактором является производительность аккумулятора – его способность к быстрой зарядке/разрядке.

Исследователи из TRINA не уточняют, как скоро магний-серные аккумуляторы появятся на рынке, хотя и подчеркивают, что именно эти источники тока являются наиболее перспективными кандидатами в перезаряжаемые источники электричества нового поколения.

Источник: Nature Comm., DOI: 10.1038/ncomms1435

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #химическая технология, #электрохимия, #элементоорганическая химия