镁电池储能容量比传统锂离子电池还要高，但仍有重大障碍需克服，即镁电池最常使用的碳酸盐电解质在电化学反应过程中常形成阻挡层，影响充电效能。现在科学家发现，微小、无序的镁铬氧化物可能成为新型镁电池技术的关键。
随着科技产品对电池容量与性能的要求日益增高，市场霸主锂离子电池也逐渐走到技术门槛，科学界不断的在提出新替代技术。而能在储存更多能量同时缩小电池体积的镁电池，就是下一代有力候选人之一，只不过还有电解质阻挡层、阴极材料等问题未解。
过去有电脑模拟预测，化学式为 MgCr2O4 的镁铬铁矿可能是镁电池阴极的好选择，受这项研究启发，伦敦大学学院（University College London，UCL）材料化学家 Jawwad Darr 制造了约 5nm 的无序镁铬氧化物阴极材料。
接着伊利诺伊大学芝加哥分校（University of Illinois at Chicago，UIC）研究人员以 X 射线绕射（X-ray diffraction）、X 射线吸收光谱学（X-ray absorption spectroscopy，XAS）、尖端电化学方法等技术，比较 5nm 无序镁铬氧化物材料与 7nm 有序镁铬氧化物材料，观察两者在遇到活泼的镁时发生哪些结构与化学变化。
结果研究人员发现两种材料的表现天差地远。传统上，我们认为有序晶体能提供更清晰明朗的路径，使电池更容易充放电，但真实情况表明，无序结构增加表面积，反而引进新的扩散路径让镁离子可逆储存在材料中。尽管技术还处于早期开发阶段，但已经是镁电池领域的重大进展。
研究团队将继续研究其他无序的高表面积材料，以进一步提高电池储能能力，希望有朝一日开发出实用的镁电池。新论文发表在《Nanoscale》期刊。
- Disordered crystals are promising for future battery technology
（首图来源：伦敦大学学院）
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