סוללת אלקטרוליט אורגנומגנזיום כפולה חדשנית-
היישום של התקני אחסון אנרגיה בקנה מידה{{0}} גדול המיוצג על ידי רשתות חכמות מציב דרישות גבוהות יותר לגבי חיי המחזור, צפיפות ההספק, העלות והבטיחות של סוללות אחסון אנרגיה. הסוללה המשנית המבוססת על מגנזיום- בטמפרטורת החדר היא מעין מערכת אחסון אנרגיה אלקטרוכימית עם מגנזיום מתכתי בתור האלקטרודה השלילית. cm3), ללא היווצרות דנדריטים במהלך מחזוריות אלקטרוכימית, ופוטנציאל ההפחתה התיאורטי של יוני מגנזיום גבוה רק בכ-0.6 V מזה של יוני ליתיום. כל עוד נעשה שימוש במסגרת מבנית חיובית מתאימה, סוללות המבוססות על -מגנזיום עדיין יכולות לשמור על אותן סוללות בעלות צפיפות אנרגיה דומה. יתרה מכך, השקיעה/הפשטה יציבה הפיכה של יוני מגנזיום עוזרת לדכא את התרחבות הנפח של מסוף האנודה, להפחית את צריכת האלקטרוליטים ולשפר משמעותית את חיי המחזור וצפיפות ההספק של סוללות מבוססות מגנזיום-. לכן, סוללות המבוססות על-מגנזיום יכולות לעמוד בדרישות האינדקס של-מערכות אחסון אנרגיה מהדור הבא מבלי להקריב את צפיפות האנרגיה.
עם זאת, החסרונות של הגירה איטית בתוך-הסריג של יוני מגנזיום וקיבולת תיאורטית נמוכה של מסגרות אנאורגניות עדיין מגבילות את היישום הרחב של סוללות מגנזיום. מערכת האלקטרוליטים הכפולים של ליתיום-מגנזיום- יכולה לממש את ההפעלה של הקינטיקה הקיצונית החיובית על ידי שילוב יוני הליתיום הדומיננטיים (במקום יוני מגנזיום) לתוך סריג האלקטרודה החיובית, מבלי להקריב את היציבות של תהליך מחזור קיצוני של מתכת מגנזיום שלילי, והימנעות מקינטיקה של יוני מגנזיום החיסרון של ביצועים גרועים מרחיב מאוד את טווח הבחירה של חומרי קתודה עבור סוללות מגנזיום. לאחרונה, צוות בראשות לי צ'ילין, חוקר במכון הקרמיקה בשנחאי, האקדמיה הסינית למדעים, הציע סוג של סוללות אורגנומגנזיום המופעלות על ידי אלקטרוליטים כפולים של מלח לתגובות מרובות-אלקטרונים.
מערכות אורגניות בננו עם צפיפות גבוהה של קבוצות קרבוניל (C=O) כאתרי תגובה חיזור יכולות להשיג קיבולות הפיכות של עד 350-400mAh/g (שלושה-העברת אלקטרונים), שיכולות ניתן להשיג עוד יותר על ידי הפחתת חיווט גרפן אוקסיד (RGO) ביצועים אלקטרוכימיים בקצב גבוה-, הקיבולת שלו עדיין יכולה להישמר ב-200 ו-175mAh/g בצפיפות זרם של 2.5A/g (5C) ו-5A/g (10C) ), בהתאמה. הביצועים-הגבוהים נהנים גם מזרם גבוה ורכיבה ארוכה על אופניים. עדיין אין היווצרות דנדריטים באנודת המגנזיום בתנאים אלו. ביצועים מצוינים אלה נהנים ממקדם הדיפוזיה הפנימי הגבוה של ליתיום ב-Na2C6O6 (10-12-10-11 סמ"ר לשנייה) ומהתרומה הפסאודו-קפיצית הגדולה מ-60 אחוזים, ככל שאינה חזקה יותר -אפקט הצמדת ליתיום (באמצעות מימוש Na-OC ו-Mg-OC) יכול לעכב את הקילוף של שכבת C6O6 בגרגרים ולהשיג עד 600 מחזורי פריקה של טעינה לפחות. צפיפות האנרגיה של החומר הפעיל הקתודי של סוללת אורגנומגנזיום זו יכולה לעלות על 500Wh/kg ויכולה לסבול צפיפות הספק של מעל 4000W/kg, מה שעולה על רמת החומרים הקתודיים בעלי פוטנציאל גבוה המבוססים על מבנים אנאורגניים.
הצוות מחויב זה מכבר למחקר על אסטרטגיית השיפור הקינטי של סוללות המבוססות על -מגנזיום. בשלב המוקדם פותחו סוללות מגנזיום פלואוריד גרפן עם הפעלת אינטרקלציית אניונים וחשיפה למרכז תגובה, וסוללות על בסיס מגנזיום מלח- כפולות המבוססות על תגובות המרה של פוליסולפיד בקיבולת גדולה- פותחה. , מוצע מימוש של סוללות Mg-S בקצב-גבוה-ארוך.
