Elektronica, elektrische voertuigen en grootschalige energieopslag die nauw verband houdt met het menselijk leven zorgen voor een steeds groeiende vraag naar oplaadbare batterijen.

Lithium-ion batterijen, die momenteel veel worden gebruikt, presteren niet goed op het gebied van energiedichtheid en veiligheid. Wat betreft oplaadbare magnesium (Mg) metaalbatterijen die later zijn ontwikkeld, het gebrek aan Mg-elektrolyten die in staat zijn om Mg effectief te plateren/strippen, heeft de praktische ontwikkeling ervan belemmerd.

Onlangs, een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Cui Guanglei van het Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) van de Chinese Academie van Wetenschappen maakte gebruik van een nieuwe starre-flexibele koppelingsgelpolymeerelektrolyt (PTB@GF-GPE) die in combinatie met aanzienlijk verbeterde algehele uitvoering. Het werd gesynthetiseerd via een in situ verknopingsreactie tussen magnesiumboorhydride en hydroxyl-getermineerd polytetrahydrofuran.

In de laatste paar decennia, hoewel er vooruitgang is geboekt bij het exploiteren van vloeibare Mg-elektrolyten die in staat zijn tot omkeerbare Mg-afzetting, vloeibare elektrolyten vormen nog steeds het probleem vluchtig en ontvlambaar te zijn.

Vergeleken met vloeibare elektrolyten, polymeerelektrolyten hebben verschillende voordelen, inclusief:geen interne kortsluiting; geen elektrolytlekkage; gemak van fabricage; en flexibiliteit van structuur.

Deze gelpolymeerelektrolyt vertoont omkeerbare Mg-plating / stripprestaties, hoge Mg-ionen geleidbaarheid, en een opmerkelijk Mg-ion-overdrachtsnummer. De Mg-batterijen die met deze gel-polymeerelektrolyt zijn geassembleerd, werken niet alleen goed bij een breed temperatuurbereik (-20 tot 60 °C), maar vertonen ook ongekende verbeteringen op het gebied van veiligheidsproblemen zonder dat ze last hebben van interne kortsluiting, zelfs na een snijtest.

Deze in situ verknopingsbenadering voor het exploiteren van de Mg-polymeerelektrolyt biedt een veelbelovende strategie voor het bereiken van grootschalige toepassing van Mg-metaalbatterijen.