Senin, 20 Juli 2020

Peneliti Menemukan Natrium Dapat Mengganti Lithium Pada Baterai

Sebuah tim ilmuwan internasional dari NUST MISIS, Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia dan Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf telah menemukan bahwa tanpa lithium (Li), natrium (Na) "ditumpuk" dengan cara khusus dapat digunakan untuk membuat baterai. Baterai natrium akan jauh lebih murah dan setara atau bahkan lebih memiliki kapasitas dari baterai lithium yang ada. Hasil penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Nano Energy.

Natrium Sodium
Sulit untuk menganggap remeh peran baterai lithium-ion dalam kehidupan modern. Baterai ini digunakan di mana-mana: di ponsel, laptop, kamera, serta di berbagai jenis kendaraan dan kapal ruang angkasa. Baterai Li-ion memasuki pasar pada tahun 1991, dan pada tahun 2019, para penemu mereka dianugerahi Hadiah Nobel dalam bidang kimia atas kontribusi revolusioner mereka dalam pengembangan teknologi. Pada saat yang sama, lithium adalah logam alkali yang mahal, dan cadangannya terbatas secara global. Saat ini, tidak ada alternatif yang efektif untuk baterai lithium-ion. Karena fakta bahwa lithium adalah salah satu unsur kimia paling ringan, sangat sulit untuk menggantinya dengan membuat baterai yang besar.

Kapasitas Hampir Setara Lithium
Tim ilmuwan dari NUST MISIS, Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia dan Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, yang dipimpin oleh Profesor Arkadiy Krashennikov, mengusulkan alternatif. Mereka menemukan bahwa jika atom-atom di dalam sampel "ditumpuk" dengan cara tertentu, maka logam alkali selain lithium juga menunjukkan intensitas energi yang tinggi. Penggantian lithium yang paling menjanjikan adalah natrium (Na), karena susunan dua lapis atom natrium yang ditumpuk menunjukkan kapasitas anoda yang sebanding dengan kapasitas anoda grafit konvensional dalam baterai Li-ion sekitar 335 mAh/g terhadap 372 mAh/g untuk lithium. Namun, natrium jauh lebih umum daripada lithium, dan karenanya lebih murah dan lebih mudah diperoleh.

Cara khusus menumpuk atom sebenarnya menempatkan mereka satu di atas yang lain. Struktur ini dibuat dengan mentransfer atom dari sepotong logam ke ruang antara dua lembar graphene di bawah tegangan tinggi, yang mensimulasikan proses pengisian baterai. Pada akhirnya, itu tampak seperti sandwich yang terdiri dari lapisan karbon, dua lapisan logam alkali, dan lapisan karbon lainnya.

Ilya Chepkasov, peneliti di NUST MISIS Laboratory of Nanomaterials anorganik, mengatakan, "Untuk waktu yang lama, diyakini bahwa atom lithium dalam baterai hanya dapat ditemukan dalam satu lapisan, jika tidak maka sistemnya tidak akan stabil. Meskipun demikian, percobaan terbaru oleh Rekan-rekan Jerman telah menunjukkan bahwa dengan pemilihan metode yang cermat, dimungkinkan untuk membuat struktur lithium stabil berlapis-lapis di antara lapisan-lapisan graphene.Ini membuka prospek luas untuk meningkatkan kapasitas struktur semacam itu.Oleh karena itu, kami tertarik untuk mempelajari kemungkinan pembentukan struktur berlapis-banyak. dengan logam alkali lainnya, termasuk natrium, menggunakan simulasi komputer. "

Zakhar Popov, peneliti senior di Laboratorium NUST MISIS untuk Nanomaterials Anorganik dan RAS, mengatakan, "Simulasi kami menunjukkan bahwa atom lithium berikatan lebih kuat dengan graphene, tetapi meningkatkan jumlah lapisan lithium menyebabkan stabilitas yang lebih rendah. Tren yang berlawanan diamati pada kasus natrium karena jumlah lapisan natrium meningkat, stabilitas struktur tersebut meningkat, jadi kami berharap bahwa bahan tersebut akan diperoleh dalam percobaan. "

Langkah selanjutnya dari tim peneliti adalah membuat sampel eksperimental dan mempelajarinya di laboratorium. Ini akan ditangani di Max Planck Institute for Solid State Research, Stuttgart, Jerman. Jika berhasil, ini bisa mengarah pada generasi baru baterai Na yang akan jauh lebih murah dan setara atau bahkan lebih luas daripada baterai Li-ion.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar