מגנזיום יחליף ליתיום בסוללות

חוקרים ממכון טויוטה (צפון אמריקה) הציעו ליצור סוללות מבוססות מגנזיום. לדברי מהנדסים, אלמנט זה מתאים למדי לסוללות, בנוסף, סוללות כאלה יהיו בטוחות ויעילות יותר, בהשוואה לסוללות ליתיום-יון, ויתאימו למכשירים שונים - מטלפונים ועד מכוניות.

ליתיום דליק מאוד בחשיפה לאוויר, ולכן סוללות העשויות ממנו עלולות להיות מסוכנות. כדי לשפר את בטיחותן של סוללות ליתיום-יון, נעשה שימוש בשיטה לשילוב ליתיום עם מוטות גרפיט והפחתת מספר היונים, מה שתרם לצפיפות נמוכה יותר והגביל את כמות האנרגיה המאוחסנת.

מגנזיום הוא יסוד יציב יותר, במיוחד כאשר הוא מגיב עם אוויר, והוא גם צורך אנרגיה רבה יותר מליתיום, אך יצירת אלקטרוליט עם מגנזיום שיכול להעביר אנרגיה ביעילות הוכחה כאתגר לא קטן.

המצב השתנה באופן דרמטי כאשר רנה מוהטאדי, מדענית בכירה בטויוטה, שמעה את עמיתיה דנים בבעיות של יצירת אלקטרוליט שיכול להעביר אנרגיה מבלי להרוס מגנזיום, וזה הוביל אותה לרעיון שניתן ליישם את תכונותיהם של חומרים המשמשים לאחסון מימן על סוללת מגנזיום. רנה מוהטאדי שיתפה את עמיתיה במחשבותיה, והמדענים החלו מיד במחקר לבחינת ההשערה של מוהטאדי.

לדברי ראש קבוצת המחקר של טויוטה, לא ניתן לייחס את התגלית לאדם אחד, אלא מדובר בזכותם של מספר חוקרים במכון שעבדו בצוות אחד. החוקרים כבר הכינו תיאור של עבודתם ופרסמו אותו באחד הפרסומים המדעיים. מהנדסי טויוטה מקווים שהתגלית שלהם תעזור למדענים אחרים לפתח סוללות מבוססות מגנזיום המתאימות לשימוש יומיומי ויהפכו לפופולריות לא פחות מסוללות ליתיום-יון כיום.

לדברי מומחים, סוללות מבוססות מגנזיום לא הצליחו לנצל את מלוא הפוטנציאל שלהן עקב תלותן במערכות כלוריד. לאלקטרוליטים הייתה יציבות אנודית משמעותית, אך הרס רכיבי מתכת גרם לירידה בביצועי הסוללה. מומחי טויוטה השתמשו באניוני אשכול בורון, מונוקרבורן, המייצרים סוג פשוט של מלח מגנזיום התואם לחלוטין למגנזיום מתכתי, והסוללה הפגינה יציבות חמצונית שעלתה משמעותית על זו של ממסי אתר. הפסיביות והאופי הלא-אגרסיבי של אלקטרוליט המגנזיום מאפשרים לתקנן את שיטות הבדיקה לקתודה המשמשת בסוללות שטוחות סטנדרטיות. תגלית זו פותחת אפשרויות חדשות לחוקרים בפיתוח אלקטרוליטים של מגנזיום ויישומיהם.

עדיין יש עבודה רבה לפני שניתן יהיה לפתח סוללות מבוססות מגנזיום, כאשר הערכות ראשוניות מצביעות על כך שסוללות כאלה יופיעו בעוד 15 עד 20 שנה.

[ 1 ], [ 2 ]