El magnesio es un material anódico prometedor para baterías recargables debido a su alta capacidad teórica (2205 mAh/g), bajo potencial redox (-2,37 V frente a SHE) y abundancia. Sin embargo, el uso de magnesio metálico como ánodo se ve obstaculizado por varios desafíos, incluida la formación de una capa pasivante en la superficie del electrodo, la alta tasa de corrosión y el crecimiento de dendritas durante el ciclo. Para superar estos desafíos, se han explorado materiales alternativos como electrodos de magnesio. Estas son algunas de las alternativas:
Aleaciones de magnesio: La aleación de magnesio con otros elementos puede mejorar su rendimiento electroquímico modificando la química de la superficie y la microestructura del electrodo. Los elementos de aleación comunes incluyen aluminio, zinc, calcio y metales de tierras raras. Estas aleaciones pueden mejorar la resistencia a la corrosión, reducir la formación de capas de pasivación y mejorar la estabilidad cíclica de los electrodos de magnesio.
Materiales compuestos a base de magnesio: También se han investigado como electrodos de magnesio materiales compuestos compuestos de magnesio y otros materiales conductores, como carbono, grafeno y óxidos metálicos. Estos compuestos pueden mejorar la conductividad eléctrica, la resistencia mecánica y el rendimiento electroquímico de los electrodos de magnesio.
Compuestos intermetálicos: Los compuestos intermetálicos formados entre magnesio y otros metales, como aluminio, zinc y titanio, se han explorado como electrodos de magnesio. Estos compuestos intermetálicos pueden exhibir propiedades electroquímicas mejoradas en comparación con el magnesio puro, incluida una mayor capacidad, una mejor estabilidad cíclica y una corrosión reducida.
Materiales de tipo conversión: Como electrodos de magnesio se pueden utilizar materiales de tipo conversión, como óxidos, sulfuros y nitruros metálicos. Estos materiales experimentan reacciones de conversión reversibles durante el ciclo, que implican la intercalación/desintercalación de iones de magnesio y la conversión del material del electrodo en diferentes fases. Los electrodos de tipo conversión pueden proporcionar alta capacidad y buena velocidad.
Materiales orgánicos: También se han investigado materiales orgánicos, como polímeros conjugados y pequeñas moléculas orgánicas, como electrodos de magnesio. Estos materiales pueden exhibir reacciones redox reversibles y pueden proporcionar alta capacidad y buena estabilidad cíclica.
La elección de materiales alternativos para electrodos de magnesio depende de la aplicación específica y de las características de rendimiento deseadas. Se necesitan más investigaciones y desarrollo para optimizar el rendimiento de estos materiales alternativos y permitir el uso práctico de baterías de magnesio.
