Polimerek Mg-ionvezetésének vizsgálata
Az energia elektrokémiai tárolása újratölthető akkumulátorok formájában az egyik leghatékonyabb és leginkább megvalósítható megoldás kis- és nagyméretű felhasználásnál egyaránt. Ezen a területen a legutóbbi forradalmi változást a lítiumion technológia jelentette. Azonban annak ellenére, hogy a Li-ion akkumulátorokat igen széles körben alkalmazzák, jelenleg is rengeteg kutatás irányul a következő generációs akkumulátorok kifejlesztésére. Ezek az úgynevezett poszt-lítiumion akkumulátorok, melyek közül a lítium-kén, lítium-levegő, vagy egyéb alternatív elemeken, mint pl. Na, K, Ca és Mg-on alapulók a legtöbbet tanulmányozottak.
A Mg-ion akkumulátor jó alternatíva lehet a lítiumion technológia után, mert nagy elméleti térfogati kapacitással rendelkezik, valamint nagyobb mennyiségben áll rendelkezésre magnézium fém a Földön, mint lítium, és ionja kétvegyértékűsége miatt volumetrikus energiasűrűsége kétszer akkora, mint a lítium esetében. Ahhoz viszont, hogy ez legyen a jövő technológiája, magnéziumion-vezető (kvázi-)szilárd elektrolit-rendszerekre, elsődlegesen polimerekre van szükség.
Kutatásunk során különböző, elsősorban éter, diszulfid, tioéter, illetve észter funkciós csoportokat tartalmazó polimerek Mg-ionvezetőképességét és elektrokémiai tulajdonságait vizsgáltuk. Hőmérséklet- és sókoncentráció-függő vezetőképességet és átviteli szám meghatározást végeztünk elektrokémiai mérésekkel, így rendszerezett új ismereteket nyertünk ezen a területen.
Az eredményeink alapján egyértelműen azt a következtetést vonhattuk le, hogy a Mg2+ ionok vándorlása ezekben a polimerekben olyan kis mértékű, ami nem teszi lehetővé elektrolitként való felhasználásukat Mg-ion akkumulátorokban. Így a jövőben további kutatások szükségesek a megfelelő magnéziumion-vezető polimerek fejlesztéséhez.
szerző
-
Androvics Zoltán
Környezetmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Kun Róbert
egyetemi docens, Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék -
Dr. Szabó Ákos
tudományos munkatárs, MTA Kémiai Kutatóközpont (külső)
