Tim menemukan kapasitas penyimpanan utama dalam baterai berbasis air

04 Apr 2023 (Berita Nanowerk) Para peneliti di Texas A&M University telah menemukan perbedaan 1,000% dalam kapasitas penyimpanan elektroda baterai berbasis air bebas logam. Baterai ini berbeda dengan baterai lithium-ion yang mengandung kobalt. Tujuan kelompok ini untuk meneliti baterai bebas logam berasal dari kontrol yang lebih baik terhadap rantai pasokan domestik karena kobalt dan litium dialihdayakan. Bahan kimia yang lebih aman ini juga akan mencegah kebakaran baterai. Profesor teknik kimia Dr. Jodie Lutkenhaus dan asisten profesor kimia Dr. Daniel Tabor telah mempublikasikan temuan mereka tentang baterai bebas litium di Bahan Alam (“Peran elektrolit dalam polimer radikal tak terkonjugasi untuk elektroda penyimpan energi berair bebas logam”). Profesor Teknik Kimia Dr. Jodie Lutkenhaus dan asisten profesor kimia Dr. Daniel Tabor telah menemukan kapasitas penyimpanan yang signifikan pada baterai berbasis air. (Gambar: Texas A&M Engineering) “Tidak akan ada lagi kebakaran baterai karena berbahan dasar air,” kata Lutkenhaus. “Di masa depan, jika diperkirakan terjadi kekurangan bahan, harga baterai lithium-ion akan naik secara signifikan. Jika kita punya baterai alternatif, kita bisa beralih ke bahan kimia ini, yang pasokannya jauh lebih stabil karena kita bisa memproduksinya di Amerika Serikat dan bahan-bahan untuk membuatnya ada di sini.” Lutkenhaus mengatakan baterai berair terdiri dari katoda, elektrolit, dan anoda. Katoda dan anoda merupakan polimer yang dapat menyimpan energi, dan elektrolitnya adalah air yang dicampur dengan garam organik. Elektrolit adalah kunci konduksi ion dan penyimpanan energi melalui interaksinya dengan elektroda. “Jika sebuah elektroda membengkak terlalu banyak selama siklus, maka elektroda tersebut tidak dapat menghantarkan elektron dengan baik, dan Anda kehilangan seluruh kinerjanya,” katanya. “Saya yakin ada perbedaan 1,000% dalam kapasitas penyimpanan energi, bergantung pada pilihan elektrolit karena efek pembengkakan.” Menurut artikel mereka, polimer radikal (elektroda) yang aktif redoks dan tidak terkonjugasi merupakan kandidat yang menjanjikan untuk baterai berair bebas logam karena tegangan pelepasan polimer yang tinggi dan kinetika redoks yang cepat. Reaksinya rumit dan sulit diselesaikan karena adanya transfer elektron, ion, dan molekul air secara simultan. “Kami mendemonstrasikan sifat reaksi redoks dengan memeriksa elektrolit berair dengan berbagai karakter chao-/kosmotropik menggunakan keseimbangan mikro kristal kuarsa elektrokimia dengan pemantauan disipasi pada rentang waktu tertentu,” menurut para peneliti dalam artikel tersebut. Kelompok penelitian Tabor melengkapi upaya eksperimental dengan simulasi dan analisis komputasi. Simulasi tersebut memberikan wawasan tentang gambaran struktur dan dinamika skala molekuler mikroskopis. “Teori dan eksperimen sering kali bekerja sama secara erat untuk memahami materi ini. Salah satu hal baru yang kami lakukan secara komputasi dalam makalah ini adalah kami benar-benar mengisi elektroda ke berbagai tingkat muatan dan melihat bagaimana lingkungan sekitar merespons pengisian ini,” kata Tabor. Para peneliti secara makroskopis mengamati apakah katoda baterai bekerja lebih baik dengan adanya jenis garam tertentu dengan mengukur secara tepat berapa banyak air dan garam yang masuk ke dalam baterai saat baterai beroperasi. “Kami melakukan itu untuk menjelaskan apa yang telah diamati secara eksperimental,” katanya. “Sekarang, kami ingin memperluas simulasi kami ke sistem masa depan. Kami perlu mengkonfirmasi teori kami tentang kekuatan apa yang mendorong injeksi air dan pelarut semacam itu. “Dengan teknologi penyimpanan energi baru ini, ini merupakan kemajuan menuju baterai bebas litium.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=62734.php