Magnezyum pil oda sıcaklığında stabil bir çalışma sağlar.

Enerji

Teknolojik Yenilik Web Sitesi Editör Ekibi - 07/11/2025

Prototipi düğme pil veya madeni para pil formatında üretilen magnezyum pilin 2032 standardında (20 çap, 32 yükseklik, her ikisi de mm cinsinden) test edilmesi. [Görsel: Tomoya Kawaguchi ve ark. - 10.1038/s43246-025-00921-0]

Magnezyum iyon pil

Lityum-iyon pillere alternatif teknolojiler arasında, hacimsel kapasitelerinin daha yüksek olması ve günümüz pillerinde kısa devrelerin başlıca nedeni olan dendrit oluşumuna karşı direnç göstermeleri nedeniyle magnezyum-iyon piller öne çıkıyor.

Japonya'daki Tohoku Üniversitesi'nden Tetsu Ichitsubo, "Magnezyumun pillerde birincil malzeme olarak kullanılmamasının nedeni, oda sıcaklığında çalışmasını engelleyen yavaş bir reaksiyondur," diye açıklıyor. "Cihazlarınızdaki pillerin yalnızca aşırı sıcaklıklarda çalıştığını düşünün. Günlük kullanım için neredeyse işe yaramaz olurlardı."

Bunu bilen ekip, eksiklikler üzerinde çalıştı ve magnezyum bazlı enerji depolamanın karşılaştığı zorlukların birçoğunu aşan, şarj edilebilir bir magnezyum pil prototipi geliştirdi.

En büyük başarı, pilin oda sıcaklığında çalışmasını sağlamak ve sürdürülebilir malzemelerden yapılmış hızlı şarj edilebilir bir pilin önünü açmak oldu. Magnezyum, Dünya kabuğunun kütlesinin yaklaşık %2,5'ini oluştururken, onu en bol bulunan sekizinci element haline getirirken, lityum yalnızca yaklaşık %0,004'ünü temsil ediyor.

Amorf oksit katotların kullanımının avantajları ve mevcut şarj edilebilir magnezyum pillerinin hücre konfigürasyonu. [Görsel: Tomoya Kawaguchi ve ark. - 10.1038/s43246-025-00921-0]

Farkı yaratan şey magnezyumun kendisidir.

Ekibin elde ettiği çeşitli yenilikler arasında yapısal serbest hacmin tanıtımı, nanometre ölçeğinde parçacık boyutunun kontrolü ve elektrotların gelişmiş elektrolitlerle uyumluluğu yer alıyor.

Ancak burada da diğerlerinden daha parlak parlayan bir yıldız var: Lityum ve magnezyum arasında iyon değişim sürecine dayanan ve magnezyum iyonlarının daha kolay hareket etmesini sağlayan difüzyon yolları oluşturan yeni bir amorf oksit katot (Mg _0.27 Li _0.09 Ti _0.11 Mo _0.22O ).

Sonuç olarak katot, oda sıcaklığında magnezyum iyonlarının geri dönüşümlü olarak eklenmesini ve çıkarılmasını destekler.

Ichitsubo, "Bu pili çalışırken test etmek için eksiksiz bir hücre prototipi oluşturduk ve 200 döngüden sonra bile yeterli enerjiyi boşaltabildiğini gördük," dedi. "Bu, mavi ışık yayan bir diyotu (LED) sürekli olarak çalıştırmaya yetiyordu. Bu heyecan verici çünkü şarj edilebilir magnezyum pillerin önceki denemeleri negatif deşarj voltajları göstermişti, yani kullanılabilir enerji sağlayamıyorlardı."

Ekip ayrıca, bu pilin altında yatan mekanizmayı da inceleyerek, gözlemlenen kapasitenin gerçek magnezyum ara katmanlaşmasından kaynaklandığını doğruladı. Bu durum, sistemi, magnezyum iyonlarının hareketinden ziyade ikincil reaksiyonların baskın olduğu önceki prototiplerden ayırıyor. Bu da, gösteriyi pratik magnezyum pillerine doğru atılmış sağlam bir adım haline getiriyor.

Diğer haberler:

Daha fazla konu