Para peneliti di Texas A&M University telah menemukan perbedaan luar biasa dalam penyimpanan elektroda baterai berbasis air dan bebas logam.
Baterai ini berbeda dengan baterai lithium-ion yang mengandung kobalt. Penelitian baterai bebas logam ini berusaha menjawab rantai pasokan bahan tersebut, sehingga kobalt dan litium bisa dialihdayakan. Peneliti pun berorientasi ada bahan kimia yang lebih aman untuk mencegah kebakaran pada baterai.
Profesor teknik kimia Dr. Jodie Lutkenhaus dan asisten profesor kimia Dr. Daniel Tabor, adalah dua peneliti yang menerbitkan temuan mereka tentang baterai bebas litium dalam bahan alami.
“Tidak akan ada lagi kebakaran baterai karena berbahan dasar air,” kata Lutkenhaus.
Ia juga mengatakan di masa depan, jika terjadi kekurangan bahan, harga baterai lithium-ion akan naik.
“Jika kita memiliki baterai alternatif ini, kita dapat beralih ke bahan kimia ini, di mana pasokannya jauh lebih stabil karena kita dapat memproduksinya di sini,” ungkapnya.
Bahan Baterai Berbasis Air
Lutkenhaus mengatakan, baterai berbasis air ini terdiri dari katoda, elektrolit, dan anoda. Katoda dan anoda adalah polimer penyimpan energi, dan elektrolitnya adalah campuran air dan garam organik. Elektrolit adalah kunci konduksi ion dan penyimpanan energi melalui interaksinya dengan elektroda.
Menurut artikel mereka, redoks-aktif, polimer radikal non-konjugasi (elektroda) adalah kandidat yang menjanjikan untuk baterai berair bebas logam. Sebab, tegangan pelepasan polimer yang tinggi dan kinetika redoks yang cepat.
Reaksinya kompleks dan sulit diselesaikan karena transfer elektron, ion, dan molekul air secara bersamaan.
Peneliti Lakukan Eksperimen
Kelompok riset Tabor melengkapi upaya eksperimental dengan simulasi dan analisis komputasi. Simulasi memberikan wawasan tentang gambar skala molekul mikroskopis dari struktur dan dinamikanya.
“Teori dan eksperimen sering bekerja sama secara erat untuk memahami bahan-bahan ini. Salah satu hal baru yang kami lakukan secara komputasional adalah bahwa kami benar-benar mengisi elektroda ke beberapa keadaan muatan dan melihat bagaimana lingkungan merespons muatan tersebut,” kata Tabor.
Para peneliti mengamati secara makroskopik apakah katoda baterai bekerja lebih baik pada jenis garam tertentu dengan mengukur secara tepat berapa banyak air dan garam yang masuk ke baterai saat beroperasi.
“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,” ucap Tabor.
Teknologi penyimpanan energi baru ini, adalah kemajuan menuju baterai bebas litium. Tim peneliti Tabor memiliki gambaran tingkat molekuler yang lebih baik tentang apa yang membuat beberapa elektroda baterai bekerja lebih baik daripada yang lain. Hal ini memberikan bukti kuat arah melangkah maju dalam material desain.
Penulis : Dini Jembar Wardani
Editor : Ari Rikin
Sumber : techxplore
21 Apr 2024 
