नॉवेल डुअल-नमक इलेक्ट्रोलाइट ऑर्गेनोमैग्नेशियम बैटरी
स्मार्ट ग्रिड द्वारा दर्शाए गए बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण उपकरणों का अनुप्रयोग चक्र जीवन, बिजली घनत्व, लागत और ऊर्जा भंडारण बैटरी की सुरक्षा पर उच्च आवश्यकताओं को आगे बढ़ाता है। कमरे का तापमान माध्यमिक मैग्नीशियम-आधारित बैटरी एक प्रकार की विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण प्रणाली है जिसमें धातु मैग्नीशियम नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में होता है। सेमी 3), इलेक्ट्रोकेमिकल साइकिलिंग के दौरान कोई डेन्ड्राइट नहीं बनता है, और मैग्नीशियम आयनों की सैद्धांतिक कमी क्षमता लिथियम आयनों की तुलना में केवल 0.6 वी अधिक है। जब तक एक उपयुक्त सकारात्मक संरचनात्मक ढांचे का उपयोग किया जाता है, मैग्नीशियम - आधारित बैटरी अभी भी वही बनाए रख सकती हैं बैटरियों में तुलनीय ऊर्जा घनत्व होता है। इसके अलावा, मैग्नीशियम आयनों का स्थिर प्रतिवर्ती जमाव/स्ट्रिपिंग एनोड टर्मिनल के वॉल्यूम विस्तार को दबाने में मदद करता है, इलेक्ट्रोलाइट की खपत को कम करता है, और मैग्नीशियम आधारित बैटरी के चक्र जीवन और शक्ति घनत्व में काफी सुधार करता है -। इसलिए, मैग्नीशियम-आधारित बैटरियां ऊर्जा घनत्व का त्याग किए बिना अगली-ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की सूचकांक आवश्यकताओं को पूरा कर सकती हैं।
हालांकि, मैग्नीशियम आयनों के धीमे इंट्रा-जाली प्रवास के नुकसान और अकार्बनिक ढांचे की कम सैद्धांतिक क्षमता अभी भी मैग्नीशियम बैटरी के व्यापक अनुप्रयोग को सीमित करती है। लिथियम-मैग्नीशियम डबल-नमक इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम की स्थिरता का त्याग किए बिना, प्रमुख लिथियम आयनों (मैग्नीशियम आयनों के बजाय) को सकारात्मक इलेक्ट्रोड जाली में अंतःस्थापित करके सकारात्मक चरम कैनेटीक्स की सक्रियता का एहसास कर सकता है मैग्नीशियम धातु नकारात्मक चरम साइकिल चालन प्रक्रिया, और मैग्नीशियम आयन कैनेटीक्स से बचना खराब प्रदर्शन का नुकसान मैग्नीशियम बैटरी के लिए कैथोड सामग्री की चयन सीमा का विस्तार करता है। हाल ही में, चीनी विज्ञान अकादमी के शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ सिरेमिक्स के एक शोधकर्ता ली चिलिन के नेतृत्व में एक टीम ने बहु-इलेक्ट्रॉन प्रतिक्रियाओं के लिए डबल -नमक इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा सक्रिय ऑर्गेनोमैग्नेशियम बैटरी की एक श्रेणी का प्रस्ताव रखा।
रेडॉक्स प्रतिक्रिया साइटों के रूप में कार्बोनिल समूहों (C=O) के उच्च घनत्व वाले नैनोसंरचित कार्बनिक सिस्टम 350-400mAh/g (तीन-इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण) तक प्रतिवर्ती क्षमता प्राप्त कर सकते हैं, जो कर सकते हैं ग्राफीन ऑक्साइड (आरजीओ) तारों को कम करके और अधिक हासिल किया जा सकता है उच्च - दर विद्युत रासायनिक प्रदर्शन, इसकी क्षमता अभी भी 200 और 175 एमएएच / जी पर 2.5 ए / जी (5 सी) और 5 ए / जी (10 सी) की वर्तमान घनत्व पर बनाए रखा जा सकता है। ), क्रमश। उच्च-दर प्रदर्शन उच्च वर्तमान और लंबी साइकिल चालन से भी लाभान्वित होता है। इन परिस्थितियों में मैग्नीशियम एनोड में अभी भी कोई डेंड्राइट नहीं बनता है। Na2C6O6 (10-12-10-11 cm2/s) में लिथियम के उच्च आंतरिक प्रसार गुणांक से यह उत्कृष्ट प्रदर्शन लाभ और 60 प्रतिशत से अधिक स्यूडोकैपेसिटिव योगदान, मजबूत गैर -लिथियम पिनिंग प्रभाव (Na-OC और Mg-OC प्राप्ति के माध्यम से) अनाज में C6O6 परत के छूटने को रोक सकता है और कम से कम 600 चार्ज-डिस्चार्ज चक्र तक प्राप्त कर सकता है। इस ऑर्गोमैग्नेशियम बैटरी की कैथोड सक्रिय सामग्री की ऊर्जा घनत्व 500Wh/kg से अधिक हो सकती है और 4000W/kg से अधिक बिजली घनत्व को सहन कर सकती है, जो अकार्बनिक संरचनाओं के आधार पर उच्च-संभावित इंटरकलेशन कैथोड सामग्री के स्तर से अधिक है।
टीम लंबे समय से मैग्नीशियम आधारित -बैटरियों की गतिज सुधार रणनीति पर शोध के लिए प्रतिबद्ध है। प्रारंभिक चरण में, आयनों इंटरकलेशन सक्रियण और प्रतिक्रिया केंद्र एक्सपोजर के साथ मैग्नीशियम फ्लोराइड ग्रैफेन बैटरी विकसित की गई है, और बड़ी - क्षमता पॉलीसल्फाइड रूपांतरण प्रतिक्रियाओं के आधार पर डबल - नमक मैग्नीशियम - आधारित बैटरी है विकसित किया गया है। , उच्च-दर, लंबी-चक्र Mg-S बैटरी की प्राप्ति प्रस्तावित है।
