Magnesium-accu’s binnenkort beter dan lithium-ion-accu’s?
Magnesium-accu’s kunnen, in tegenstelling tot lithium-ion-accu’s, niet in brand vliegen. Maar tot nu toe was de capaciteit van magnesium-accu’s veel kleiner. Met een nieuwe kathode bereikten onderzoekers van de University of Houston een capaciteit van 400 mAh/g, dat is twee keer zo veel als met lithium.
Magnesium-accu’s kunnen, in tegenstelling tot lithium-ion-accu’s, niet in brand vliegen. Maar tot nu toe was de capaciteit van magnesium-accu’s veel kleiner. Met een nieuwe kathode bereikten onderzoekers van de University of Houston een capaciteit van 400 mAh/g, dat is twee keer zo veel als met lithium.
Een onderzoeksteam aan de University Houston rondom Yan Yao en Hyun Deog Yoo is erin geslaagd een vernieuwde kathode te ontwikkelen, die de energiedichtheid drastisch vergroot. Hun artikel in het vakblad Nature Communications verwerpt de tot nu toe gebruikelijke aanname, dat voor het invoegen van magnesium in het gastheermateriaal de magnesiumchloride-verbinding moet worden opengebroken. De nieuwe accu slaat namelijk energie op door het rechtstreeks invoegen van magnesiummonochloride-ionen (MgCl) in het gastheermateriaal zoals bijvoorbeeld titaandisulfide (TiS2). De diffusie is daardoor sterker dan bij de tot nu toe gebruikte technieken.
De onderzoekers bereikten op die manier een capaciteitsdichtheid van 400 mAh/g, dat is vier keer zoveel als bij de tot nu toe gebruikte magnesiumaccu’s. Lithium-ion-accu’s halen niet meer dan 200 mAh/g. De spanning van een magnesium-cel is met ca. 1 V wel duidelijk kleiner. Maar lithium is veel duurder en heeft te kampen met stabiliteitsproblemen vanwege de groei van dendrieten.
Voor het maken van de nieuwe kathode wordt ruimte gemaakt in het titaandisulfide en daarin wordt magnesiumchloride aangebracht, in plaats van de magnesiumchloride-verbindingen open te breken en metallisch magnesium in het materiaal aan te brengen. Het vasthouden van de MgCl-binding verdubbelt de lading van de kathode. De onderzoekers hebben meer ruimte gecreëerd in het titaandisulfide door een open nanostructuur te vormen: ze hebben de aanwezige gaten met 300 % vergroot met organische zuilen. De zo ontstane gaten zijn met 1,8 nm voldoende groot om er magnesiumchloride in te brengen.
Een onderzoeksteam aan de University Houston rondom Yan Yao en Hyun Deog Yoo is erin geslaagd een vernieuwde kathode te ontwikkelen, die de energiedichtheid drastisch vergroot. Hun artikel in het vakblad Nature Communications verwerpt de tot nu toe gebruikelijke aanname, dat voor het invoegen van magnesium in het gastheermateriaal de magnesiumchloride-verbinding moet worden opengebroken. De nieuwe accu slaat namelijk energie op door het rechtstreeks invoegen van magnesiummonochloride-ionen (MgCl) in het gastheermateriaal zoals bijvoorbeeld titaandisulfide (TiS2). De diffusie is daardoor sterker dan bij de tot nu toe gebruikte technieken.
De onderzoekers bereikten op die manier een capaciteitsdichtheid van 400 mAh/g, dat is vier keer zoveel als bij de tot nu toe gebruikte magnesiumaccu’s. Lithium-ion-accu’s halen niet meer dan 200 mAh/g. De spanning van een magnesium-cel is met ca. 1 V wel duidelijk kleiner. Maar lithium is veel duurder en heeft te kampen met stabiliteitsproblemen vanwege de groei van dendrieten.
Voor het maken van de nieuwe kathode wordt ruimte gemaakt in het titaandisulfide en daarin wordt magnesiumchloride aangebracht, in plaats van de magnesiumchloride-verbindingen open te breken en metallisch magnesium in het materiaal aan te brengen. Het vasthouden van de MgCl-binding verdubbelt de lading van de kathode. De onderzoekers hebben meer ruimte gecreëerd in het titaandisulfide door een open nanostructuur te vormen: ze hebben de aanwezige gaten met 300 % vergroot met organische zuilen. De zo ontstane gaten zijn met 1,8 nm voldoende groot om er magnesiumchloride in te brengen.
