加州大学的一个研究小组与厦门大学和保加利亚科学院合作，在实验室规模上研究了使用一种新化合物作为阴极谷歌标签的镁电池的可行性。命令。push（function（）{googletag.display（'div-gpt-ad-1453799284784-2'）；}）；自20世纪90年代以来，锂离子电池一直主导着电子设备的动力市场。然而，这种材料存在一些问题，例如其稀缺性和地理集中性，主要存在于拉丁美洲和亚洲地区。事实上，据估计，目前可获得锂的矿山不足以满足电动汽车崛起带来的可预见的未来需求，因此，加州大学研究人员CarlosP茅雷兹·维森特。
面对这些缺点，科学界正在寻找锂的替代品，如钠、钙、铝和镁。按照这一思路，加州大学FQM288研究小组在《储能材料》杂志上发表了一篇文章，报告了他们关于在非常特殊的条件下（阳离子在八面体和四面体空隙中占据受控位置）使用新化合物（镁和锰氧化物）作为阴极的镁电池的可行性的发现。
所有电池都由三种元素组成：阳极、阴极和电解液，它们之间的关系产生化学反应，释放出可用的能量。在这项研究中，镁金属被用作阳极（电池的负极）。这种材料与锂相比有一些优点：它是金属材料，比锂离子电池当前的阳极容量更大，并且不会产生树枝状晶（影响电池安全的沉积物，导致电池短路），这是锂金属电池曾经出现过的情况。
虽然镁金属可以使电池的容量加倍，但产生反应则更为困难。因此，正如加州大学的研究人员格雷戈里奥·奥尔蒂斯所说：“不仅仅是任何材料都能与镁协同工作；必须有理论和实验的初步研究才能取得成功。”因此，有必要将镁金属与合适的阴极（电池的正极）结合起来。他们在研究中用作阴极的材料是镁锰氧化物Mg2MnO4，其结构稳定。
该化合物产生还原和氧化（氧化还原）过程，通过该过程产生电池的能量。在这个过程中，阴极的金属（锰）被还原，并将电子释放给阳极的金属（镁），后者接收电子并进行氧化。离子转移是通过电解液进行的，电解液是电池的第三个组成部分，连接阳极和阴极。在进行的研究中，使用了一种非水电解质，可以在更高的电压下工作。
这项研究是2018年开始的一个研究项目的一部分，将科尔多瓦大学、厦门大学和保加利亚科学院汇集在一起，将理论计算与实验部分相结合，其中使用了X射线衍射、电子顺磁共振、电子显微镜和光电子能谱等技术。为了取得这些科学进步，与中国科学家的互动以及奥尔蒂斯教授的领导至关重要。他们已经证实，含锰化合物的镁电池的容量增加到3.1伏，这意味着在实验室规模下，其能量密度为335 Wh/kg，相当于锂离子电池能量密度的60%。这是一个突破，因为在以前的研究中，从未超过2.2伏的最大电压。然而，他们还发现，在充电和放电循环中，电池的初始容量减少了一半。正如奥尔蒂斯所言，“有了新的科学策略，最初的能力可能会恢复。”
这项研究所获得的结果是有希望的，这表明有可能存在与锂电池互补的电池。然而，该配方仅在实验室水平上进行了测试，因此我们将不得不等待它在实际规模上的表现，这将需要行业投资开发这些电池。进一步探索