Baterías de flujo de redox de magnesio sin membrana y estables al aire

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Las baterías bifásicas autoestratificadas sin membrana (MBSB) ofrecen flexibilidad de fabricación y rentabilidad.
• Los sistemas de electrolitos acuosos/no acuosos son fundamentales para el desarrollo de tecnologías avanzadas de baterías.
• Los ánodos metálicos de magnesio (Mg) son prometedores para baterías de alta densidad energética.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un MBSB ultraestable basado en Mg de alto voltaje utilizando un sistema de electrolitos acuoso/no acuoso.
• Evaluar el rendimiento de las MBSB de Mg con catolitos libres de metales (TEMPO y C3-PTZ) en diversas condiciones.
• Para demostrar el potencial de la química de Mg en las baterías de flujo orgánico.

Principales métodos:

• Diseñado un electrolito acuoso con una ventana de estabilidad electroquímica de 3.24 V.
• Desarrolló un ánodo metálico de Mg con un recubrimiento protector conductor de Mg2+.
• Se utilizan 2,2,6,6-tetrametilpiperdinil oxí (TEMPO) y N-propil fenotiazina (C3-PTZ) como catolitos libres de metales.
• Las MBSB de Mg 173 y Mg 173C3-PTZ se han probado en condiciones estáticas, de agitación y de flujo.

Principales resultados:

• Las celdas de alta tensión alcanzadas son de 2,07 V y 2,12 V.
• Las baterías estáticas (0,5 M) mostraron una retención de capacidad >97% durante 500 ciclos a 8 mA/cm2.
• Las baterías de flujo alcanzaron densidades de potencia de 195 mW / cm2 (Mg masajeTEMPO) y 191 mW / cm2 (Mg masajeC3-PTZ).

Conclusiones:

• Los MBSB de Mg desarrollados exhiben una estabilidad notable, un alto voltaje y un excelente rendimiento en ciclos.
• Estas baterías rentables hacen avanzar la aplicación de la química del magnesio en baterías de flujo orgánico.
• Los hallazgos ponen de relieve el potencial de los MBSB para soluciones de almacenamiento de energía de próxima generación.