Hsinchu, Taiwan (Antara/Business Wire)- Karena kepadatan energinya yang tinggi dan biayanya yang rendah, baterai logam-udara merupakan salah satu sumber daya paling menjanjikan di masa depan. Tim peneliti gabungan Tsinghua-Liverpool baru-baru ini mengembangkan mekanisme penyimpanan muatan baru yang memungkinkan pengisian ulang dalam baterai kalsium-udara – sebuah langkah maju yang besar dalam teknologi baterai.

Untuk melihat rilis pers multimedia selengkapnya, klik di sini: https://www.businesswire.com/news/home/20210816005031/en/

Penemuan ini telah dipublikasikan di Chemical Science. Penulis utama makalah ini, Yi-Ting Lu, adalah mahasiswa doktoral gabungan di Tsinghua dan Liverpool, yang pembimbingnya adalah Prof. Chi-Chang Hu (Departemen Teknik Kimia, NTHU) dan Prof. Laurence Hardwick (Departemen Kimia, UoL ).

Terobosan besar terkait baterai Ca-udara

Prof Hu mengatakan baterai lithium-ion konvensional memiliki kapasitas praktis yang terbatas. Oleh karena itu, banyak peneliti sedang mengembangkan teknologi baterai alternatif. Fokus mereka adalah pada baterai logam-udara berdasarkan seng, lithium, natrium, kalium, kalsium, magnesium, dan aluminium. Keuntungan baterai kalsium-udara adalah energi spesifiknya yang tinggi—lima kali lipat dari baterai lithium-ion tradisional. Namun, kelayakan baterai kalsium-udara tetap terhambat oleh satu kelemahan utama—baterai tidak dapat diisi ulang.

Lu menjelaskan bahwa baterai logam-udara adalah sel elektrokimia yang biasanya menggunakan logam aktif sebagai elektroda negatif, dan bahan karbon berpori yang bersentuhan dengan udara sebagai elektroda positif. Ketika logam teroksidasi oksigen pada elektroda positif berkurang, menghasilkan arus listrik.

Setelah menyelesaikan tahun pertama studi doktoralnya di NTHU, Lu mendaftar di Institut Stephenson untuk Energi Terbarukan di UoL pada September 2018. Di bawah pengawasan Prof. Hardwick, ia mulai melakukan penelitian tentang elektrolit yang digunakan dalam baterai kalsium-udara.

Lu mengetahui ketika satu elektroda berulang kali diisi dan dikosongkan, awalnya tidak ada reversibilitas yang dapat diamati, tetapi setelah puluhan siklus, secara bertahap menampilkan beberapa reversibilitas. Anehnya, hasilnya tampak sangat berbeda dari yang ada di literatur. Tim peneliti melakukan serangkaian eksperimen yang bertujuan mengungkap mekanisme di balik fenomena ini. Pada permukaan elektroda, produk pelepasan membentuk interlayer kalsium oksida (CaxOy), di mana produk pelepasan oksigen, yang dikenal sebagai superoksida, dibatasi, memungkinkan superoksida untuk kemudian mudah teroksidasi. Hal ini menunjukkan bahwa oksigen mungkin dapat dioksidasi/direduksi berulang kali, sehingga sel dapat terus menerus dikosongkan/diisi ulang.

Dr. Alex Neale, peneliti pascadoktoral Liverpool, yang juga merupakan bagian dari tim peneliti, mengatakan bahwa melalui penyelidikan elektrokimia dan spektroskopi yang sistematis, tim tersebut mulai memahami asal-usul mekanisme penyimpanan muatan yang memfasilitasi tingkat reversibilitas sistem yang sebelumnya tidak terlihat. berdasarkan baterai kalsium-udara.

Prof. Hardwick mengatakan tim tersebut akan fokus merancang sistem baterai baru yang menggunakan mekanisme penyimpanan muatan yang baru ditemukan ini. Ia menambahkan bahwa penelitian kooperatif yang memungkinkan penemuan mereka, dan ada rencana untuk kerjasama yang lebih erat antara NTHU dan UoL di masa depan.

Baca versi aslinya di businesswire.com: https://www.businesswire.com/news/home/20210816005031/en/

Kontak
Holly Hsueh
NTHU
(886)3-5162006
hoyu@mx.nthu.edu.tw

Sumber: National Tsing Hua University

Pengumuman ini dianggap sah dan berwenang hanya dalam versi bahasa aslinya. Terjemahan-terjemahan disediakan hanya sebagai alat bantu, dan harus dengan penunjukan ke bahasa asli teksnya, yang adalah satu-satunya versi yang dimaksudkan untuk mempunyai kekuatan hukum.