Katoda baru yang dirancang untuk baterai ion natrium berkinerja tinggi
Green Tech

Peneliti menunjukkan interaksi elektroda-air yang ditingkatkan dalam baterai berair bebas logam


Kredit: CC0

Baterai adalah bagian dari kehidupan modern sehari-hari, yang memberi daya untuk segala hal mulai dari laptop, telepon, dan penyedot debu robot hingga alat bantu dengar, alat pacu jantung, dan bahkan mobil listrik. Namun baterai ini berpotensi menimbulkan risiko keselamatan dan lingkungan.

Dalam sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan di Laporan Sel Ilmu Fisik, para peneliti di Texas A&M University menyelidiki komponen dari jenis baterai yang berbeda — baterai berbasis air bebas logam — yang akan mengurangi sifat mudah terbakar baterai standar dan mengurangi jumlah elemen logam yang digunakan dalam produksinya.

Sebagian besar baterai adalah Li-ion dan mengandung litium dan kobalt, yang merupakan elemen strategis global, artinya baterai tersebut hanya berlokasi di negara tertentu tetapi penting untuk ekonomi global dan manufaktur baterai Amerika Serikat.

“Pekerjaan ini memungkinkan desain masa depan baterai berair bebas logam,” kata Dr. Jodie Lutkenhaus, profesor dan Ketua Sistem Pelapisan Axalta di Departemen Teknik Kimia Artie McFerrin di Texas A&M. “Dengan bebas logam, kami dapat mengatasi permintaan global yang mendesak untuk logam strategis yang digunakan dalam baterai, dan dengan menggunakan air, kami mengganti elektrolit yang mudah menguap yang mudah terbakar dengan air.”

Menggunakan teknik pengukuran yang sangat sensitif yang disebut timbangan mikro kristal kuarsa elektrokimia dengan pemantauan disipasi, para peneliti dapat menentukan bagaimana elektron, ion, dan transfer air dalam elektroda saat diisi dan dilepaskan.

“Dengan informasi ini, kami menunjukkan bahwa interaksi elektroda-air yang ditingkatkan mengarah pada peningkatan kinerja penyimpanan energi,” katanya.

Kapasitas penyimpanan energi lebih rendah daripada baterai Li-ion tradisional, tetapi ini membuka jalan bagi baterai yang lebih berkelanjutan dan tidak mudah menguap di masa depan.

Riset ini masih dalam tahap awal, dan ada peluang untuk berbagai aplikasi di dunia nyata. Salah satu potensi khusus adalah baterai implan untuk perangkat medis.

Ketertarikan Lutkenhaus dimulai ketika dia mengetahui tentang ketegangan pada elemen strategis seperti lithium dan kobalt karena peningkatan produksi baterai.

“Dengan menggunakan bahan yang sama sekali berbeda, seperti yang kami lakukan dengan polimer di sini, kami menghilangkan logam dari gambar sepenuhnya,” katanya. “Aspek favorit saya dari pekerjaan ini adalah kemampuan kami untuk secara mendalam mengkarakterisasi proses transportasi molekuler yang terkait dengan polimer redoks ini. Hanya dalam beberapa tahun terakhir kami dapat menyelesaikan efek seperti itu pada skala waktu dan massa ini.”

Untuk masa depan, Lutkenhaus mengatakan mereka perlu mengidentifikasi lebih banyak polimer yang kompatibel dengan desain.

“Satu yang kami miliki, kami dapat menghasilkan kinerja tinggi, sel penuh untuk penggunaan praktis,” katanya.


Implikasi energi polimer radikal organik


Informasi lebih lanjut:
Ting Ma dkk, Transfer elektron-ion-air campuran dalam radikal makromolekul untuk baterai berair bebas logam, Laporan Sel Ilmu Fisik (2021). DOI: 10.1016 / j.xcrp.2021.100414

Disediakan oleh Texas A&M University

Kutipan: Peneliti menunjukkan interaksi elektroda-air yang ditingkatkan dalam baterai berair bebas logam (2021, 23 April) diambil pada 23 April 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-04-electrode-water-interactions-metal-free-aqueous -batteries.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Lagutogel