Forschende der Tohoku University und des National Institute for Materials Science (NIMS) haben erfolgreich ein amorphes Oxidkathodenmaterial für Magnesium-Akkus (RMBs) entwickelt, das sich bei Raumtemperatur mehr als 200 Mal laden und entladen lässt. Dieser bedeutende Erfolg begegnet Ressourcenengpässen durch die Nutzung von reichlich verfügbarem Magnesium und ermöglicht Hochspannungsbetrieb, wodurch die Grenzen der Batterietechnologie der nächsten Generation erweitert werden.
Überwindung von Ressourcenbeschränkungen mit Magnesium
Magnesium ist deutlich häufiger verfügbar als Lithium und stellt daher eine überzeugende Alternative für Energiespeicherlösungen dar. Es bietet einen Weg, die in heutigen Lithium-Ionen-Batterien inhärenten Ressourcenbeschränkungen zu überwinden. Die Entwicklung effizienter und stabiler Kathodenmaterialien, die Magnesiumionen zuverlässig aufnehmen können, war jedoch bislang eine große Herausforderung.
Innovative Materialwissenschaft für höhere Leistung
Die Forschungsgruppe setzte innovative Verfahren ein, darunter Ionenaustauschreaktionen und die Synthese feiner Partikel, um ein neues Material zu schaffen, das die Beweglichkeit von Mg-Ionen innerhalb der Kathodenstruktur erheblich verbessert. Diese neuartige amorphe Oxidkathode zeigte in Kombination mit einem Hochleistungselektrolyten und einer Magnesium-Metallanode eine bemerkenswerte Verbesserung.
8-fache Zyklenlebensdauer und hohe Kapazitätserhaltung
Das neue Batteriesystem erreicht im Vergleich zu herkömmlichen RMBs eine mehr als achtmal längere Lade-/Entlade-Zyklenlebensdauer. Entscheidend ist, dass es nach über 200 Zyklen 75 % seiner Kapazität beibehält und damit außergewöhnliche Stabilität und Langlebigkeit unter Beweis stellt. Dieser Durchbruch stellt einen wichtigen Schritt hin zur praktischen Anwendung leistungsstarker, ressourcenunabhängiger Akkus dar und dürfte Bereiche von der tragbaren Elektronik bis zur Energiespeicherung im großen Maßstab beeinflussen.
