用于高密度儲能的新型金屬氧化物鎂電池

由德州農工大學化學家Sarbajit Banerjee領導的多機構科學家團隊發現了一種特殊的金屬氧化物鎂電池正極材料，使研究人員更接近于提供電池，該電池有望在安全性方面取得突破性發展，并提供更高的儲能密度，與無處不在的鋰離子(Li-ion)同類產品相比，成本和性能更高。

Banerjee在2月1日發表在《化學》雜志上的團隊論文中說：“全球范圍內推動可再生能源的發展受到儲能載體的限制。”《化學》是由Cell Press撰寫的以化學為重點的新期刊。“目前，鋰離子技術占主導地位;但是，鋰的安全性和長期供應仍是令人嚴重關注的問題。相反，鎂比鋰豐富得多，熔點更高，充電時形成光滑的表面，并且具有如果能夠確定合適的陰極，則可以提供超過五倍的能量密度增加。”

具有諷刺意味的是，該團隊的未來解決方案取決于舊鋰離子陰極材料五氧化二釩的重新設計形式，他們證明了這種材料能夠可逆地插入鎂離子。

“我們實質上已經重新配置了原子，為鎂離子提供了不同的傳播途徑，從而獲得了一種可行的陰極材料，可以在電池放電和充電過程中輕松地將其插入和取出，” Banerjee說。

通過根據設計方法將鎂離子的位置限制在相對不舒服的原子位置上，從而實現了這種罕見的現象，該方法基于五氧化二釩的制備方法-一種稱為亞穩的特性。這種亞穩定性有助于防止鎂離子滯留在材料中，并且在許多次充電-充電循環后，材料的降解程度可忽略不計，從而促進了其電荷存儲能力的完全收獲。

插層的來龍去脈

Banerjee是得克薩斯州A&M化學系的戴維森科學教授和材料科學與工程系的附屬教員，多年來一直致力于更好地理解離子嵌入(離子嵌入是鋰等離子的關鍵過程)和鎂會從插層電池中移入和移出其他材料。