Elektroda nanochain dapat meningkatkan kapasitas baterai dan mengurangi waktu pengisian

Gambar besar: Para peneliti di Universitas Purdue bekerja pada cara untuk meningkatkan masa pakai baterai sementara secara bersamaan membuatnya lebih stabil dan mengurangi waktu pengisian daya. Ini janji yang berulang kali kami dengar dari komunitas ilmiah, tetapi bisakah mereka benar-benar melakukan sesuatu yang masuk akal kali ini?

Seperti yang disoroti Kayla Wiles dari Universitas Purdue, para peneliti menciptakan struktur seperti jaring yang disebut "nanochain" karena antimon, elemen kimia dengan simbol Sb dan nomor atom 51 yang digunakan untuk meningkatkan kapasitas pengisian ion lithium dalam baterai.

Dalam pengujian dengan baterai sel koin, tim mengamati bahwa setelah pengisian daya selama 30 menit, unit dengan elektroda nanochain mencapai dua kali lipat kapasitas ion lithium dibandingkan dengan baterai dengan elektroda grafit yang paling umum digunakan pada baterai saat ini. Ini benar lebih dari 100 siklus pengisian / pengosongan.

Beberapa baterai komersial sudah menggunakan komposit yang mirip dengan antimon sebagai elektroda tetapi bahannya cenderung membengkak karena mengambil ion lithium, kadang-kadang sebanyak tiga kali. Ini, seperti yang bisa Anda bayangkan, mengarah pada bahaya keselamatan serius.

Untuk memerangi ekspansi, ilmuwan Purdue menerapkan agen pereduksi dan agen nukleasi untuk mengakomodasi ekspansi yang diperlukan. Zat pereduksi, amonia-borane, menciptakan ruang kosong di dalam nanochain, memberikan ruang untuk ekspansi dan membantu menekan kegagalan elektroda.

Vilas Pol, seorang profesor Purdue di bidang teknik kimia, mengatakan bahwa dalam pengujian, "pada dasarnya tidak ada perubahan dari siklus satu ke siklus 100, jadi kami tidak memiliki alasan untuk berpikir bahwa siklus 102 tidak akan sama."

Tentu saja, teori dan aktualitas adalah dua hal yang sangat berbeda. Kebenaran dari masalah ini adalah, lebih banyak pengujian diperlukan untuk menentukan keamanan jangka panjang dari elektroda nanochain. Ini adalah langkah pertama yang bagus untuk bertahan dari 100 siklus pengisian / pengosongan tetapi di dunia nyata, baterai melewati ribuan siklus ini seumur hidup.