能源部國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種開發(fā)可充電非水鎂金屬電池的新方法。

在《自然化學(xué)》上發(fā)表的概念驗(yàn)證論文詳細(xì)介紹了科學(xué)家如何開創(chuàng)一種方法，以使基于非腐蝕性碳酸鹽的電解質(zhì)中的鎂金屬具有可逆化學(xué)性質(zhì)，并在原型電池中測試了該概念。與鋰離子電池相比，該技術(shù)具有潛在的優(yōu)勢-尤其是更高的能量密度，更高的穩(wěn)定性和更低的成本。

NREL研究人員(左起)Seoung-Bum Son，Steve Harvey，Andrew Norman和Ban Chunmei Ban是《自然化學(xué)》白皮書《人工界面使碳酸電解質(zhì)中可逆鎂化學(xué)反應(yīng)》的合著者。二次離子質(zhì)譜。該設(shè)備使他們能夠研究微米級(jí)到納米級(jí)的材料降解和失效機(jī)理。(照片由丹尼斯·施羅德/ NREL攝影)

“作為科學(xué)家，我們一直在思考：下一步是什么?” NREL材料科學(xué)部門的科學(xué)家，該論文的相應(yīng)作者潘春梅說：“人工界面使碳酸鹽電解質(zhì)中的鎂化學(xué)可逆。” 她說，占主導(dǎo)地位的鋰離子電池技術(shù)正在接近每單位體積可以存儲(chǔ)的最大能量，因此“迫切需要探索能夠以更低的成本提供更多能量的新電池化學(xué)物質(zhì)”。

該論文的第一作者，NREL的前博士后和科學(xué)家，Seoung-Bum Son說：“這一發(fā)現(xiàn)將為鎂電池的設(shè)計(jì)提供新的途徑。” NREL的其他合著者包括Steve Harvey，Adam Stokes和Andrew Norman。

電化學(xué)反應(yīng)功率的電池作為離子流過的液體(電解質(zhì)從負(fù)極(陰極)到正電極(陽極))。對于使用鋰的電池，電解質(zhì)是包含鋰離子的鹽溶液。同樣重要的是化學(xué)反應(yīng)必須是可逆的，以便電池可以充電。