23/01/2020 - Verwendung von Calcium in hochbelastbaren Batterien

Menéame

Der Markt für Elektrofahrzeuge und Speicherung von Energie Das Netz wächst rasch, was die Notwendigkeit zuverlässiger und energieeffizienter wiederaufladbarer Batterien erhöht. Um diesen Bedarf zu decken, ist es möglich, die Batterien Lithiumionen Die Kommission hat dies bereits getan, und ich möchte Sie darauf hinweisen, daß dies nicht der Fall ist.

Bei der Suche nach Alternativen zu den heutigen Technologien scheint Kalzium ein wichtiger Bestandteil der Bemühungen zu sein, den wachsenden weltweiten Energiebedarf durch seine potenziell vielversprechende Rolle bei der Entwicklung effizienter und kostengünstiger Energiespeichertechnologien zu decken.

Ein Batteriesystem, das auf einem Multivalentmetall wie Kalzium basiert, könnte die gesuchte kostengünstige und hohe Kapazität sein, aber es gibt ein Hindernis für seine Entwicklung: Es fehlen die spezifischen Elektrolyte, die für eine effiziente Kalziumablagerung erforderlich sind.

E-MAGIC-Projekt

Danke an den E-MAGIC-ProjektEin Forscherteam, das aus europäischen Mitteln finanziert wird, hat etwas entdeckt, das dieses Hindernis überwinden könnte. In seinem wissenschaftlichen Artikel, veröffentlicht in der Zeitschrift HoutenEnergy & Environmental ScienceDie Wissenschaftler haben ein neues Elektrolyt auf der Grundlage von Calcium-Tetrakis(hexafluoroisopropyloxy) phosphat oder Ca[B(hfip) 4]2-, das eine reversible Calciumdeposition bei Raumtemperatur sowie eine hohe oxidative und ionische Stabilität zeigte, nachgewiesen. Diese Ergebnisse könnten den Weg für nachfüllbare Kalziumbatterien mit hoher Kapazität bei Raumtemperatur ebnen.

Die vielversprechende Zukunft der Kalziumbatterien

Die Arbeit untersucht die Machbarkeit einer neuen Klasse von Calciumelektrolyten, die auf Calciumverbindungen mit schwach koordinierten Anionen basieren. Nach Angaben der Autoren ist die einfache synthetische Methode zur Formulierung neuer Calciumsalze durch die Aufnahme verschiedener fluorierter Anionen von Alcococoloraten ein nützliches Werkzeug zur weiteren Optimierung der Eigenschaften von Elektrolyten. Die Ca[B(hfip)4]2-Elektrolyte weisen fortschrittliche elektrochemische Eigenschaften in Bezug auf hohe oxidative Stabilität, hohe Ionenleitfähigkeit und eine gute langfristige reversible Calcium-Zykluskapazität auf.

Die Entwicklung mehrwertiger Metallbatterien wie Kalzium kann eine vielversprechende Option zur Verbesserung der Energiedichte sein, während die Kosten gesenkt werden. Multivalent-Ionen können die Batteriekapazität verdoppeln oder verdreifachen, verglichen mit Lithium-Ionen-Batterien oder monovalenten Natrium-Ionen. Darüber hinaus haben im Gegensatz zu Lithium oder Natrium die mehrwertigen Metallanoden das Potenzial, die Energiedichte der Batterien erheblich zu erhöhen.

Die oben beschriebenen Eigenschaften sind nicht der einzige Grund, warum Calciumbatterien eine attraktive Alternative zu Technologien nach Lithium-Ionen-Batterien sein können. Eine wachsende Sorge aufgrund des raschen Wachstums des Batteriemarktes ist die mittel- und langfristige Verfügbarkeit bestimmter Rohstoffe (Kobalt, Nickel und Lithium), die in kommerziellen Lithium-Ionenbatterien verwendet werden. Außerdem ist Kalzium das fünfthäufigste Element in der Erdkruste. Darüber hinaus ist es gleichmäßig in der gesamten Geographie verteilt, sicher und nicht giftig.

Zusammen mit Kalzium studieren Wissenschaftler Magnesium (Mg), ein weiteres vielversprechendes Multivalent Metall in der Entwicklung von besseren wiederaufladbaren Batterien. Gerade auf diesem Metall konzentriert sich E-MAGIC (European Magnesium Interactive Battery Community), das auf die Entwicklung eines innovativen Ansatzes für wiederaufladbare Magnesiumbatterien der neuen Generation abzielt, die umweltfreundlich sind und eine hohe Energiedichte aufweisen. Das Projekt zielt auch darauf ab, eine auf Magnesiumbatterien ausgerichtete Gemeinschaft zu stärken, die eine aktive wissenschaftliche Beziehung zum Rest der Welt herstellen wird.

Weitere Informationen

E-MAGIC-Projekt

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Informationsdienst der Gemeinschaft für Forschung und Entwicklung

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