バッテリーの選択肢はリチウムだけではありませんか？マグネシウムはリチウム電池に取って代わることができますか？

リチウムイオン電池は、電気自動車や大規模なグリッドサポートよりも携帯電話に適したエネルギー貯蔵媒体になっています。しかし、電池に使用できる軽金属はリチウムだけではありません。その結果、世界中の研究者が商品化される可能性のある他の候補を研究しています。

マグネシウムは特に関心があります。潜在的に、電池は金属で作ることができますマグネシウムは、今日のリチウムイオン電池よりもエネルギー密度が高く、安定性が高く、コストが低くなっています。少なくともこれらは、エネルギー省の国立再生可能エネルギー研究所（NREL）の科学者が予測しているものであり、最近使用した充電式マグネシウム電池の結果を「天然化学物質」で詳細に紹介しています。

NREL材料科学部門の科学者、「天然」紙、スプリングボードの共著者は、米国のNRELプレスリリースで次のように述べています。「主要なリチウムイオン電池技術は、単位体積あたりの最大エネルギーに近いため、調査の緊急の必要性は、バッテリー化学物質のより低いコストでより多くの電力を提供することができます。」

マグネシウムは、バッテリー用途においてリチウムに比べて他にもいくつかの利点があります。各マグネシウム原子は、バッテリーの放電段階で2つの電子を放出しますが、リチウムの電子は電子です。これにより、リチウム電池のほぼ2倍の電力を供給することができます。さらに、マグネシウムは、バッテリーの充電段階で金属表面にデンドライトを成長させません。リチウム金属の表面に成長する鋭いデンドライトは、バッテリーの短絡を引き起こす可能性があります。デンドライトの成長がないため、マグネシウム電池の取り扱いが簡単で安全になります。最後に、マグネシウムはリチウムよりも一般的で容易に入手できます。米国地質調査所によると、これは鉱床や海水から商業的に抽出できる8番目に豊富な元素です。

しかし、バッテリー用途のマグネシウムにはいくつかの問題があります。これは、NRELの科学者が焦点を当てた場所です。最大の問題は、従来の炭酸マグネシウム電解質反応では、金属の表面に不動態層を形成し、バリア層としてACTSを使用し、充電の過程でマグネシウム金属マグネシウムイオンが到着するのを防ぎます。国立再生可能エネルギー研究所の研究者は、固体界面層を見つける必要があります。電解質との反応を防ぐために、マグネシウムをコーティングするためにそれを使用できますが、それでも金属表面にマグネシウムイオンを出し入れすることができます。

彼らは合成半結晶性有機ポリマー樹脂ポリアクリロニトリルを選びました。繊維の形で使用され、屋外の日よけ、ヨットの帆走、コンクリート補強、炭素繊維ストランドの出発点など、さまざまな製品を製造します。有機ポリマーはマグネシウムイオン塩と混合され、電解質の損傷から保護するためにマグネシウム金属でコーティングされています。 NRELの報告によると、コーティングされたマグネシウム金属で作られたプロトタイプのバッテリーセルは、大きな期待を示し、これまでにない可逆的な充電と放電を実現します。

電池研究におけるほとんどすべてのブレークスルーと同様に、マグネシウム電池に関するNRELの声明は、商業的道への第一歩と見なされなければなりません。それでも、これはほんの始まりに過ぎず、可能性のあるリチウムとしてのマグネシウムの可能な代替案を研究するように他の人を鼓舞することを望んでいます。

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