Ilmuwan Jepang Mengungkap Bahan Pengubah Permainan untuk Baterai Magnesium
Para peneliti di Universitas Tohoku telah mengembangkan bahan katoda baru untuk baterai magnesium yang dapat diisi ulang, memungkinkan pengisian dan pengosongan daya secara efisien pada suhu rendah. Terobosan ini, memanfaatkan struktur garam batu yang disempurnakan dan strategi entropi tinggi, mengatasi tantangan sebelumnya dalam difusi dan transportasi magnesium.
Para ilmuwan di Universitas Tohoku telah mencapai terobosan signifikan dalam teknologi baterai dengan menciptakan bahan katoda baru untuk baterai magnesium yang dapat diisi ulang (RMB). Bahan ini memfasilitasi proses pengisian dan pengosongan yang efisien, bahkan di lingkungan yang dingin. Dengan memanfaatkan struktur garam batu yang lebih baik, bahan perintis ini dirancang untuk merevolusi pilihan penyimpanan energi, menjadikannya lebih hemat biaya, lebih aman, dan berkapasitas lebih tinggi.
Rincian temuan dipublikasikan di Jurnal Kimia Material A pada tanggal 15 Maret 2024.
Studi ini menunjukkan peningkatan yang cukup besar dalam difusi magnesium (Mg) dalam struktur garam batu, sebuah kemajuan penting karena kepadatan atom dalam konfigurasi ini sebelumnya menghambat migrasi Mg. Dengan memperkenalkan campuran strategis dari tujuh elemen logam yang berbeda, tim peneliti menciptakan struktur kristal yang kaya akan kekosongan kation yang stabil, memfasilitasi penyisipan dan ekstraksi Mg dengan lebih mudah.
Ini merupakan pemanfaatan pertama oksida garam batu sebagai bahan katoda untuk RMB. Strategi entropi tinggi yang digunakan oleh para peneliti memungkinkan cacat kation mengaktifkan katoda oksida garam batu.
Mengatasi Keterbatasan RMB
Perkembangan ini juga mengatasi keterbatasan utama RMB – kesulitan transportasi Mg dalam bahan padat. Sampai saat ini, suhu tinggi diperlukan untuk meningkatkan mobilitas Mg dalam bahan katoda konvensional, seperti bahan berstruktur spinel. Namun, bahan yang diungkapkan oleh peneliti Universitas Tohoku beroperasi secara efisien pada suhu hanya 90°C, menunjukkan penurunan suhu pengoperasian yang diperlukan secara signifikan.
Bahan saat ini mengandung banyak unsur logam sebagai kation berkat efek entropi konfigurasi yang tinggi. Kredit: Universitas Tohoku
Tomoya Kawaguchi, seorang profesor di Institut Penelitian Material (IMR) Universitas Tohoku, mencatat implikasi yang lebih luas dari penelitian ini. “Litium langka dan distribusinya tidak merata, sedangkan magnesium tersedia melimpah, sehingga menawarkan alternatif baterai litium-ion yang lebih berkelanjutan dan hemat biaya. Baterai magnesium, dengan bahan katoda yang baru dikembangkan, siap memainkan peran penting dalam berbagai aplikasi, termasuk penyimpanan jaringan listrik, kendaraan listrik, dan perangkat elektronik portabel, berkontribusi terhadap peralihan global menuju energi terbarukan dan mengurangi jejak karbon.”
Kawaguchi berkolaborasi dengan Tetsu Ichitsubo, yang juga seorang profesor di IMR, menyatakan, “Dengan memanfaatkan manfaat intrinsik magnesium dan mengatasi keterbatasan material sebelumnya, penelitian ini membuka jalan bagi baterai generasi berikutnya, menjanjikan dampak signifikan terhadap teknologi, lingkungan, dan teknologi. dan masyarakat.”
Pada akhirnya, terobosan ini merupakan langkah maju yang besar dalam upaya mencari solusi penyimpanan energi yang efisien dan ramah lingkungan.
Referensi: “Mengamankan kekosongan kation untuk memungkinkan penyisipan/ekstraksi Mg reversibel dalam oksida garam batu” oleh Tomoya Kawaguchi, Masaya Yasuda, Natsumi Nemoto, Kohei Shimokawa, Hongyi Li, Norihiko L. Okamoto dan Tetsu Ichitsubo, 15 Maret 2024, Jurnal Kimia Material A.
DOI: 10.1039/D3TA07942B
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
