Solid-state EV batterijen zonder duur lithium mogelijk door doorbraak in geleidingsvermogen magnesium
Onderzoekers van de Tokyo University of Science hebben de code gekraakt voor het gebruik van het overvloedige magnesium in plaats van het dure lithium in de volgende generatie solid-state batterijen voor elektrische voertuigen. Het tientallen jaren oude probleem van de geleidbaarheid van magnesium ter vervanging van lithium als materiaal voor vaste-stofbatterijen is opgelost door organische materialen en een versneller toe te voegen. Universitair hoofddocent Masaaki Sadakiyo legt de doorbraak als volgt uit:
In dit werk hebben we gebruik gemaakt van een klasse materialen die metaal-organische raamwerken (MOF's) worden genoemd. MOF's hebben zeer poreuze kristalstructuren, die ruimte bieden voor een efficiënte migratie van de opgenomen ionen. Hier brachten we bovendien een "gastmolecule", acetonitril, in de poriën van de MOF in, die erin slaagde het geleidingsvermogen van Mg2+ sterk te versnellen.
Als gevolg hiervan is het typisch lage geleidingsvermogen van magnesiumionen in vaste materialen bij kamertemperatuur sterk verhoogd tot de drempel van 10-3 S cm-1 die vereist is voor tastbare toepassing in vastestofbatterijen
Deze supergeleiding van magnesiumionen mag dan wel een record hebben bereikt, maar het is het minimum dat vereist is voor de praktische produktie van solid-state batterijen, zodat het team van Japanse wetenschappers zich nu concentreert op het nog verder verbeteren van het geleidingsniveau van het nieuwe, op magnesium gebaseerde materiaal.
In tegenstelling tot lithium wordt magnesium niet beschouwd als een zeldzaam aardmateriaal en is het overvloedig aanwezig in de aardkorst. Bovendien heeft Elon Musk onlangs lithium mijnbouwbedrijven zoals de Australische om ook in raffinage te gaan, als een "license to print money"aangezien er maar weinig lithiumraffinaderijen zijn die geschikt zijn voor batterijen en de meeste daarvan in China gevestigd zijn.
Door lithium in solid-state batterijen in te ruilen voor magnesium kunnen fabrikanten van elektrische auto's ontsnappen aan het bijna-monopolie van de Chinese lithiumraffinaderijen en de kosten per cel van deze veelbelovende technologie aanzienlijk verlagen
Solid-state batterijen hebben veel voordelen ten opzichte van de huidige chemie, vooral op het gebied van veiligheid en duurzaamheid, dus elke doorbraak in het onderzoek waardoor ze gemakkelijker en goedkoper te maken zijn, is welkom nieuws voor zowel de grote fabrikanten van elektrische voertuigen als hun toekomstige klanten.
Bron(nen)
