La interacción de la especiación de Al y Mg en soluciones avanzadas de electrolitos de baterías de Mg

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Química inorgánica

Sus antecedentes:

• Las baterías de magnesio son una alternativa sostenible a las baterías de iones de litio, ya que ofrecen mayores capacidades volumétricas.
• Los electrolitos del complejo de cloruro de aluminio de magnesio (MACC) son prometedores para las baterías de Mg debido a sus altas eficiencias de deposición y estabilidad.
• Los electrolitos MACC preparados son inactivos para la deposición de Mg, lo que requiere un proceso de activación.

Objetivo del estudio:

• Identificar los complejos activos de magnesio responsables de la electrodeposición en los electrolitos acondicionados del MACC.
• Para aclarar la relación entre la especiación de aluminio y magnesio durante el acondicionamiento de electrolitos MACC.
• Comprender el papel de los iones cloruro en el aumento de la electrodeposición de magnesio.

Principales métodos:

• Espectroscopia de Raman y espectroscopia de Raman mejorada por superficie (SERS) para el análisis de vibraciones.
• Espectroscopía de resonancia magnética nuclear (27) Al y (35) Cl para la especiación elemental.
• Análisis de la función de distribución de pares (PDF) para obtener información estructural.

Principales resultados:

• Se observaron cambios significativos en la especiación a granel entre los electrolitos MACC preparados y acondicionados.
• El complejo activo de Mg en el MACC acondicionado es probablemente el complejo [Mg2(μ-Cl) 3·6THF](+).
• El acondicionamiento electrolítico genera iones cloruro libres (Cl-) en la solución.

Conclusiones:

• El acondicionamiento transforma los electrolitos MACC, lo que permite una deposición eficiente de Mg.
• El complejo [Mg2{\displaystyle {\mathcal {Mg2}}} -μCl3·6THF{\displaystyle {\mathcal {Mg}}} -{\displaystyle {\mathcal {Mg}}} -{\displaystyle {\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}} -{\mathcal {Mg}}}
• Es probable que los iones de cloruro libres se adsorban en la superficie del electrodo, promoviendo la deposición de Mg.