Aditif kecil membantu baterai berbasis air bertahan selama 2.800 jam dengan kapasitas rekor
Para peneliti di Korea Selatan telah mengembangkan aditif elektrolit baru yang secara signifikan meningkatkan masa pakai dan kapasitas baterai berair, sebuah teknologi yang secara luas dipandang sebagai alternatif baterai lithium-ion yang lebih aman dan berbiaya lebih rendah. Tim yang dipimpin oleh Profesor Hoseok Park dari Universitas Sungkyunkwan (SKKU) menemukan bahwa menambahkan sejumlah kecil bahan zwitterionik yang dirancang khusus ke dalam elektrolit membantu mengatasi masalah utama yang telah lama membatasi komersialisasi sistem baterai berair. Tidak seperti baterai litium-ion, baterai berair menggunakan elektrolit berbahan dasar air, sehingga tidak mudah terbakar, lebih ramah lingkungan, dan berpotensi lebih murah untuk diproduksi. Namun, kinerjanya terhambat oleh endapan seng yang tidak stabil dan reaksi yang tidak diinginkan antara elektroda seng dan air selama pengisian dan pengosongan. Masalah ini dapat menyebabkan korosi, penumpukan logam yang tidak merata, dan hilangnya kapasitas secara cepat, sehingga mengurangi masa pakai baterai dan membatasi penerapan skala besar. Aditif kecil, dampak besar Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti mengembangkan aditif zwitterionic yang dikenal sebagai C10. Zwitterion mengandung muatan positif dan negatif dalam molekul yang sama, memungkinkan mereka berinteraksi dengan ion di sekitarnya dengan cara yang unik. Ketika ditambahkan ke elektrolit, molekul C10 secara spontan berkumpul menjadi struktur nano berukuran diameter sekitar 3,77 nanometer. Struktur ini menjalankan dua fungsi secara bersamaan. Pertama, mereka mengarahkan ion seng untuk mengendap lebih merata di seluruh permukaan elektroda, sehingga mengurangi pembentukan struktur seng tidak beraturan yang dapat merusak baterai. Kedua, mereka membentuk lapisan pelindung tipis di atas logam seng, melindunginya dari kontak langsung dengan air dan membatasi reaksi samping penyebab korosi. Efek gabungan tersebut menghasilkan peningkatan kinerja yang besar. Baterai berair yang menggunakan elektrolit yang dimodifikasi mempertahankan pengoperasian yang stabil selama lebih dari 2.800 jam. Sel-sel tersebut juga mencapai kapasitas area sebesar 8,10 mAh cm⁻², yang oleh para peneliti digambarkan sebagai kinerja terdepan di dunia di antara sistem baterai berair yang dilaporkan hingga saat ini. “Kami telah menunjukkan bahwa kinerja baterai berair dapat ditingkatkan secara signifikan melalui pendekatan sederhana dengan menambahkan sejumlah kecil bahan ke elektrolit, tanpa memerlukan bahan mahal atau proses fabrikasi yang rumit.” Sistem penyimpanan yang ditargetkan Meningkatkan masa pakai dan kapasitas penyimpanan telah menjadi tantangan lama bagi pengembang baterai aqueous. Banyak pendekatan sebelumnya yang memperbaiki satu metrik dengan mengorbankan metrik lainnya. Strategi elektrolit baru tampaknya mengatasi kedua masalah tersebut secara bersamaan sekaligus menghindari perubahan manufaktur yang mahal. Para peneliti yakin teknologi ini dapat berguna untuk aplikasi penyimpanan energi berskala besar, yang mengutamakan keselamatan, biaya, dan daya tahan. “Selain penyimpanan energi terbarukan, teknologi ini memiliki potensi untuk diterapkan dalam sistem penyimpanan energi (ESS) berskala besar untuk infrastruktur AI dan pusat data, yang sedang mengalami pertumbuhan eksplosif.” Permintaan terhadap penyimpanan energi diperkirakan akan meningkat seiring dengan perluasan pembangkit listrik terbarukan dan pesatnya pertumbuhan infrastruktur komputasi AI, yang keduanya memerlukan metode yang andal untuk menyimpan dan mendistribusikan listrik. Karena pendekatan baru ini mengandalkan modifikasi elektrolit sederhana daripada mendesain ulang arsitektur baterai, pendekatan ini mungkin menawarkan jalur praktis menuju peningkatan kelayakan komersial sistem baterai berair.
Diterbitkan : 2026-06-10 20:14:00
sumber : interestingengineering.com
