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由于儲量豐富、性價比也高，鎂極有希望取代高容量固態電池中的鋰。不過，固體鎂離子(Mg2+)在室溫下的導電性較差，這阻礙了其實際應用。

為了解決這一長達數十年的難題，東京理科大學(Tokyo University of Science，TUS)的研究人員近期開發了一種新型Mg2+導體。

Mg2+具有較差的固態電導率，因為二價正離子在固體晶體中與相鄰的負離子會發生強烈的相互作用，這阻礙了它們通過材料的遷移。為了解決這個問題，研究人員開發了一種名為金屬有機框架(MOFs)的材料。

領導該研究的TUS副教授Masaaki Sadakiyo解釋稱，MOFs具有高度多孔的晶體結構，這為所含離子的有效遷移提供了空間。此外，研究人員還在MOFs的空隙中引入了乙腈分子，這成功地加強了Mg2+的導電性。

簡單而言，該團隊使用MOF作為主要框架，稱為MIL-101，然后將Mg2+離子封裝在其納米孔中。在合成的電解質中，Mg2+離子排列松散，易于遷移。為了進一步增強離子電導率，研究團隊將電解質暴露于乙腈蒸汽中，后者被MOF作為“客體分子”吸附。

然后，研究小組對制備的樣品進行了交流阻抗測試，以測量離子電導率。他們發現Mg2+電解質數據高達1.9×10-3 S cm-1.研究人員指出，對于含有Mg2+的晶體固體，這是有史以來報道的最高電導率。

上述研究結果已于近期發表在了《美國化學學會雜志》上，揭示了新型MOF基Mg2+導體是一種適合用于電池的材料。此外，這也為固態電池的發展提供了關鍵的見解，固態電池繼續吸引著汽車和儲能行業的興趣和大量投資。

“長期以來，人們認為二價或更高價的離子不能通過固體有效轉移。在這項研究中，我們已經證明，如果晶體結構和周圍環境設計良好，那么固態高導電性導體是可以研究的，”Sadakiyo補充說。

（文章來源：財聯社）