Hořčíkové quasi-solid-state baterie Mg-Ion dosáhly 264 Wh/kg a odolnosti vůči mrazu
10.11.2023, Milan Šurkala, aktualita

Další náhradou lithia by mohl být nejen sodík, ale také hořčík. Myslí si to alespoň na University of Hong Kong (HKU), kde jejich akumulátory Mg-Ion dosáhly velmi pěkné hustoty i dobrých výsledků v mrazu.
Lithiové baterie se stále zlepšují, nicméně v nižších třídách, kde jde především o cenu a ne až tak moc o hustotu, je nyní začínají pomalu vytlačovat sodíkové akumulátory Na-Ion. Sodík ale není jediný prvek, který si brousí zuby na lithium, a dalším takovým by mohl být hořčík. Vědci z University of Hong Kong (HKU) nedávno prezentovali výsledky svého bádání, kdy se oproti předchozím výsledkům posunuli výrazně dál. Jejich původní akumulátory Mg-Ion s vodným roztokem solí (MgCl2 - WIS) dosahoval energetické hustoty jen 53 Wh/kg, to ty nynější jsou na tom výrazně lépe. Jejich nový typ už má totiž quasi-solid-state polymerový elektrolyt (MgCl2 - PEO) a přináší několik zajímavých vlastností.
Předně je to dost vysoká energetická hustota 264 Wh/kg, což se může směle rovnat s nadprůměrnými lithiovými články (ne sice těmi nejlepšími, ale rozhodně jde o nadprůměr a může směle konkurovat např. Li-Ion NMC nebo Li-Ion NCA). Výhodou hořčíku je také jeho nízká cena a snadná dostupnost, výsledek by měl být také bezpečný (nový elektrolyt pro hořčíkové baterie při testech s plamenem nezačal hořet, ale oheň naopak uhasil). Problémem hořčíku je však vysoké tíhnutí k pasivaci povrchu, takže se obvykle zkouší nevodné roztoky solí nebo organická rozpouštědla, která ale špatně vedou ionty. Vodné roztoky zase omezují možnosti hrát si s napětím a vedou k nízkým energetickým hustotám. Zde máme již výše zmíněný polymerový elektrolyt.
Nový typ akumulátorů také vykazuje slušnou životnost, kdy dosahuje 88 % původní kapacity po 900 cyklech. Postupně se snižuje kapacita a mírně i max. napětí akumulátoru. Máme-li si přeložit tuto životnost na elektromobilitu, tak uvažujme elektromobil s reálným dojezdem 400 km. Po 900 cyklech by tak měl dojezd 352 km, což znamená, že by se na těchto 88 % dostal po ujetí zhruba 340 tisíc km. A to i po takové porci kilometrů pořád hovoříme o nepříliš zkráceném dojezdu proti původnímu. Zajímavá je vysoká životnost i v mrazu, při -22 °C měl akumulátor po 900 cyklech dokonce 90 %. Jeho problém je ale ve vysokých teplotách, které opravdu nemá rád. Tam totiž dochází k degradaci o něco rychleji.
Zde je nutné podotknout, že jde o vědecký článek z univerzity, tedy něco, co je na úplném začátku vývoje, takže nic, co bychom v dohledné době měli čekat na trhu.
Zdroj: science.org