マグネシウムイオン電池技術は画期的なものかもしれません

「バッテリーの飛躍的進歩」については時々耳にしますが、リチウムイオンバッテリーは依然として最も広く使用されており、最も性能の高い選択肢です。しかし最近、MITブログラボとアルゴンヌ国立研究所の研究者チームが新しい固体材料を開発しました。

それはマグネシウムイオンの優れた伝導体であるように思われ、より安全でより効率的な電池を作るために使用することができます。リチウム電池は携帯電話から電気自動車まであらゆるものに使用されており、金属は十分に機能しますが、効率と価格を改善する余地はまだたくさんあります。

核磁気共鳴実験室で行われた実験で、研究者たちは、新しい材料がマグネシウムイオンの非常に効率的な導体であることを実証しました。

対照的に、マグネシウムは自然界でより高いエネルギー密度とより多くの蓄えを持っており、それはバッテリーをより安くそしてより簡単に生産することを約束します。ただし、マグネシウムをバッテリーに使用するには、電解質を通過する必要があります。

トヨタとKITはどちらも最近、より優れた液体電解質の開発に注力していますが、バッテリーの他の部分を腐食させる傾向があります。だから、別の種類の電解質を試してみませんか？

「マグネシウムベースのバッテリーは、優れた液体電解質を持たないまったく新しい技術です」と、この研究の共著者であるGerbrandCederは述べています。だから、固体電解質に切り替えてみませんか？

幸いなことに、彼らは「セレニドスカンジウムマグネシアスピネル」（マグネシウムスカンジウムセレニデスピネル）と呼ばれる新素材を実際に開発しました。この固体電解質は、マグネシウムイオンを容易に通過させ、一部のリチウム電池で使用されている固体電解質と同じくらい導電性があります。

初期の理論的研究は良い結果を予測し、それらをテストするために、チームはNMR分光実験を実施しました。機器はマグネシウム（またはリチウム）イオンが材料に浸透しているかどうかを検出できますが、新しい材料は複雑で参照が不足しているため、データの解釈が困難です。

この研究に取り組んだPieremanueleCanepaは、従来の電気化学的特性評価に加えて、さまざまな技術的手法（固体NMRおよびアルゴンでの同期測定）と組み合わせた場合にのみ、この発見が意味をなすと述べています。

それでも、新しいマグネシウムベースの材料を使用して実際の電池を製造する前に、解決すべきいくつかの問題があります。たとえば、まだ少量の電子漏れがあり、電子移動度を改善する必要があります。ただし、全固体電池は、商用利用後も従来の液体電解質電池よりもはるかに安全です。

研究の詳細は、ジャーナルNatureCommunicationsの最近の号に掲載されました。

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