Технология до сих пор ещё нигде не использовалась, поскольку в теории неупорядоченные частицы могут стать существенной проблемой при выпуске и последующем использовании таких элементов питания. Американские ученые заявляют, что им удалось значительно продвинуться в этом направлении. Среди основных плюсов аккумуляторных батарей на базе магния, разработчики отмечают их высокую безопасность по сравнению с литиевыми АКБ.
Кроме того, ученые утверждают, что магниевые аккумуляторы способны значительно дольше держать заряд. По их мнению, если литий-ионные АКБ уже достигли пика своего развития, то модели на базе магния имеют огромный потенциал.
В качестве основы для аккумуляторных батарей специалисты из Иллинойского университета использовали неупорядоченный материал на базе оксида хрома и магния ─ MgCr2O4. Толщина слоя составляет 5 нм. Учёные отмечают, что электрохимическая реакция идёт с высокой скоростью при очень низкой температуре. Поэтому исключена возможность того, что в процессе заряда, разряда или нагрева аккумулятор воспламениться в мобильном устройстве, как это может случиться с АКБ литиевого типа.
В процессе исследования американские ученые проводили сравнительные эксперименты. Они исследовали свойства неупорядоченного материала на базе оксида хрома и магния толщиной 5 нм и упорядоченного толщиной 7 нм. Материалы были подвергнуты различным тестам, включая электрохимические методы анализа.
В процессе эксперимента ученые обнаружили совершенно разные химические и структурные изменения в исследуемых материалах. Основным выводом стало то, что в упорядоченном материале частицы оксида магния способны передвигаться от анода к катоду. В случае с упорядоченным материалом этого не наблюдается. Отсюда был сделан вывод, что неупорядоченный материал может быть использован для создания нового вида аккумуляторов. Однако технология ещё требует существенных доработок и пока в массовое производство запущена быть не может.
Впервые об использовании магния в аккумуляторных элементах ученые стали думать ещё в начале «нулевых» годов. В то время литиевые аккумуляторы ещё не получили такого широкого распространения как сейчас. В свое время даже был разработан прототип магниевой аккумуляторной батареи специалистами из Израиля. По своим электрическим и энергетическим характеристикам АКБ соответствовала никель-кадмиевым элементам. Номинальное напряжение было 1,2 вольта. Преимуществом по сравнению с кадмиевыми элементами был более длительный срок эксплуатации и экологичность. Однако до серийного производства та разработка так и не дошла.
Существуют и другие технологии, которые потенциально могут прийти на смену литиевым аккумуляторным элементам. В частности, в Калифорнийском технологическом университете была разработана аккумуляторная батарея на базе фторидов. Подобные элементы позволяют значительно дольше удерживать заряд по сравнению с аккумуляторами Li-Ion и Li-Pol. К тому же, их безопасность при эксплуатации существенно выше, поскольку им не страшна повышенная температура окружающей среды и нагрев в процессе заряда-разряда.
Кроме того, в разных странах ведутся разработки в направлении удешевления аккумуляторных элементов. Ведь литий-ионные батареи и далеко не самые дешёвые в производстве. К примеру, в Китае не так давно началось производство аккумуляторов с твердым электролитом. Они обладают большей надежностью, производительностью и безопасностью. Важным преимуществом является и их меньший вес по сравнению с традиционными свинцово-кислотными и литиевыми аккумуляторами. Эта технология имеет большое будущее в плане выпуска аккумуляторов для автомобильной индустрии.