Een nieuwe accu gebaseerd op alleen magnesium en andere goedkope materialen. Zwitserse onderzoekers willen hiermee goedkope energieopslag mogelijk maken, schrijven zij in Chemistry of Materials.

Veel bestaande accu’s zijn gebaseerd op lithium maar ideaal is het niet. Dit omdat metallisch lithium niet veilig toegepast kan worden in de anode als ionendonor. Daarom worden nu grafietanodes gebruikt die lithiumionen absorberen. Deze reduceren de capaciteit fors.

De onderzoekers stellen daarom een accu voor op basis van magnesium. Metallisch magnesium kan veilig worden gebruikt als donor van magnesiumionen.

Bovendien is het vele malen goedkoper dan lithium en ruimer beschikbaar. Extra kostenbesparingen zijn er door het koperfolie, gebruikt als aansluiting van de lithium-ion anode, te vervangen door aluminium. Aluminium kan bij de lithium-ion anode niet gebruikt worden omdat deze metalen met elkaar een legering vormen, in tegenstelling tot magnesium dat stabiel blijft.

Het gebruik van magnesium blijft echter achter door gebrek aan een goede kathode. Magnesiumionen hebben een hoge ladingsdichtheid die zorgt voor sterke Coulombinteracties op de kathode. Dit verhindert de werking van de kathode en geeft problemen met het elektrolyt.

Maksym Kovalenko en zijn team presenteren daarom een werkend alternatief volledig gebaseerd op veelvoorkomende en goedkope materialen. Naast metallisch magnesium als anode gebruiken ze natrium- en magnesiumionen als elektrolyt en pyriet (ijzerdisulfide) nanokristallen als kathode. Hun testmodel komt qua prestaties bij commerciële lithium-ion-accu’s in de buurt.

Verdere verbetering van het elektrolyt moet leiden tot hogere prestaties. Zo is de interactie van het elektrolyt met het pyriet nog niet optimaal. Kovalenko verwacht in de toekomst toepassing in grootschalige opslag van energie opgewekt door duurzame energiebronnen.

Bron: Phys.org