Un electrodo positivo de óxido de vanadio hidratado regulado por Mg²⁺ para baterías acuosas de iones de Mg

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Electroquímica
• Almacenamiento de Energía

Sus antecedentes:

• Las baterías acuosas de iones de magnesio (AMIB) ofrecen almacenamiento de energía para redes eléctricas seguro y rentable debido a la abundancia de recursos de Mg.
• Los desafíos clave incluyen el rendimiento limitado del electrodo y la lenta difusión de Mg2+.
• El desarrollo de electrodos de alto rendimiento es crucial para avanzar en la tecnología AMIB.

Objetivo del estudio:

• Investigar un electrodo positivo de óxido de vanadio en bicapa regulado por Mg2+ (MgVOnH).
• Evaluar el rendimiento de MgVOnH en diferentes composiciones de electrolito (sin DMSO y con DMSO).
• Explorar el mecanismo de reacción electroquímica y la reversibilidad de MgVOnH.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización del material de electrodo MgVOnH.
• Pruebas electroquímicas de MgVOnH en diversos electrolitos acuosos (0.8 m Mg(TFSI)2 con PEG y H2O, con/sin DMSO).
• Técnicas ex situ para analizar el mecanismo de (des)intercalación de Mg2+.

Principales resultados:

• MgVOnH logró una alta capacidad de descarga inicial de 268 mAh g-1 en electrolito sin DMSO con una retención del 81% después de 100 ciclos.
• En electrolito con DMSO, MgVOnH mostró una capacidad de velocidad mejorada, entregando 106 mAh g-1 a 1000 mA g-1 con un 80% de retención de capacidad después de 920 ciclos.
• La estabilidad de ciclado a largo plazo demostró una retención de capacidad del 65% después de 2000 ciclos.

Conclusiones:

• El electrodo MgVOnH exhibe un rendimiento prometedor para aplicaciones AMIB.
• La composición del electrolito impacta significativamente la capacidad de velocidad y la estabilidad de MgVOnH.
• La comprensión del mecanismo de intercalación de Mg2+ guía el futuro diseño de electrodos de alto rendimiento para AMIB.