Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Strathclyde ερευνούν τη χρήση μαγνησίου σε μπαταρίες ως βιώσιμη και οικονομικά προσιτή εναλλακτική λύση στο λίθιο.
Η μελέτη – που χρηματοδοτήθηκε από το ίδρυμα Faraday και διεξήχθη από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Strathclyde – θα διερευνήσει τη δυνατότητα χρήσης μαγνησίου στις μπαταρίες ως βιώσιμο εναλλακτική λύση στο λίθιο.
Χρήση μαγνησίου σε μπαταρίες προς αντικατάσταση του λιθίου
Οι ερευνητές θα αναπτύξουν κατάλληλους ηλεκτρολύτες – οι οποίοι συνδέουν τα ηλεκτρόδια μεταξύ τους και επιτρέπουν τη ροή του ρεύματος – για χρήση σε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες υψηλής ενεργειακής πυκνότητας. Θα είναι σε θέση να υποστηρίζουν την αποτελεσματική και επαναλαμβανόμενη μεταφορά μαγνησίου μεταξύ των ηλεκτροδίων των μπαταριών. Θα έχουν επίσης υψηλή σταθερότητα για να αντέχουν στις συνθήκες λειτουργίας της μπαταρίας.
Οι ηλεκτρολύτες θα ελεγχθούν για ηλεκτροχημική απόδοση έναντι των υπαρχόντων υλικών καθόδου και θα αναλυθούν για την απόδοση και τη σταθερότητά τους. Η μελέτη διάρκειας ενός έτους έχει λάβει αρχική χρηματοδότηση £114.641 από το Ίδρυμα Faraday. Περιλαμβάνει επίσης το Εθνικό Εργαστήριο Φυσικής Αγωγής (NPL), στο οποίο ο Strathclyde είναι στρατηγικός εταίρος, και το Πανεπιστήμιο του Sheffield.
Αντιμετωπίζοντας την αυξανόμενη ζήτηση για μπαταρίες
Ο Δρ Stuart Robertson, Ανώτερος Λέκτορας στο Τμήμα Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας του Strathclyde, ηγείται της έρευνας. Είπε: «Διανύουμε μια περίοδο τεράστιας ζήτησης για μπαταρίες, με τις κυβερνήσεις να θέτουν φιλόδοξους στόχους σχετικά με τα ηλεκτρικά οχήματα και να αυξάνουν τη ζήτηση για λύσεις αποθήκευσης ενέργειας που προέρχεται από πηγές ανανεώσιμης ενέργειας για περιόδους που δεν είναι διαθέσιμη ηλιακή ή αιολική ενέργεια.
«Το λίθιο χρησιμοποιείται εκτενώς στις μπαταρίες, αλλά δεν είναι σε μεγάλη φυσική αφθονία και τείνει να μην ανακυκλώνεται από χρησιμοποιημένες μπαταρίες. Οι μπαταρίες στα ηλεκτρικά οχήματα πρέπει επίσης να είναι πολύ μεγαλύτερες σε σχέση με αυτές ενός τηλεφώνου ή ενός φορητού υπολογιστή».
«Το μαγνήσιο προσφέρει μια φυσική εναλλακτική λύση επειδή είναι πολύ πιο άφθονο, είναι ευκολότερο να ανακτηθεί και έχει ανταγωνιστικά επίπεδα απόδοσης».
«Μας ενθάρρυνε η απόδοση του μαγνησίου σε πειράματα που έχουμε πραγματοποιήσει μέχρι τώρα. Στο Strathclyde, είμαστε μια ομάδα συνθετικών χημικών και, με αυτήν την επιχορήγηση από το Ίδρυμα Faraday, θα εργαστούμε για το σχεδιασμό, τη σύνθεση και τη δοκιμή ηλεκτρολυτών μαζί με ηλεκτροχημικούς στο Πανεπιστήμιο του Sheffield και στο NPL.»
Ίδρυμα Faraday: Επέκταση του ερευνητικού χαρτοφυλακίου στην έρευνα για μπαταρίες
Η μελέτη είναι ένα από τα 16 μικρά, γρήγορου ρυθμού, εστιασμένα έργα που θα χρηματοδοτηθούν από το Ίδρυμα Faraday σε τομείς που δεν καλύπτονται από το υπάρχον ερευνητικό χαρτοφυλάκιο για τεχνολογίες μπαταριών. Με αυτόν τον τρόπο, έχει διευρύνει το ερευνητικό του πεδίο και το σύνολο των πανεπιστημιακών εταίρων, σε μια πρωτοβουλία που θα καθορίσει τις μελλοντικές προτεραιότητες για το ερευνητικό του πρόγραμμα μετά τον Μάρτιο του 2023.
Τα νέα έργα στοχεύουν στην παροχή αποτελεσμάτων επιπέδου μετασχηματισμού που ενδέχεται να οδηγήσουν στο δεύτερο στάδιο σε συλλογική έρευνα πέρα από την αρχική ερευνητική εργασία.
Η Διευθύνουσα Σύμβουλος του Ινστιτούτου Faraday, Καθηγήτρια Pam Thomas, κατέληξε: «Αυτά τα νέα έργα βρίσκονται σε τομείς έρευνας εμπνευσμένων από εφαρμογές που συνεχίζουν να ενισχύουν τη θέση του Ηνωμένου Βασιλείου στην αποθήκευση ηλεκτροχημικής ενέργειας και τελικά συμβάλλουν στο να γίνει η βιομηχανία του Ηνωμένου Βασιλείου πιο ανταγωνιστική».
