Friday, August 25, 2017

Nanodiamons Teknologi Masa Depan Baterai

Periset di Drexel University telah menemukan cara untuk membuat baterai lithium-ion lebih aman menggunakan nanodiamond. Mereka telah menemukan bahwa mencampur nanodiamonds (gambar di bawah) dengan larutan elektrolit mencegah dendrit terbentuk, yang merupakan penyebab utama overheating dan penyebab dari meledeknya suatu baterai.

Dr. Yury Gogotsi dan timnya baru-baru ini menerbitkan sebuah makalah di jurnal Nature Communications. Di dalamnya, mereka menguraikan bagaimana menggunakan berlian berukuran keci dalam elektrolit untuk menghilangkan dendrit yang menyebabkan hubung singkat pada baterai.

Nanodiamons Teknologi Masa Depan Baterai

Baterai lithium-ion terdiri dari tiga komponen utama yaitu sebuah elektroda positif yang disebut katoda yang dibuat dengan oksida logam Li, elektroda negatif atau anoda yang terbuat dari karbon, dan elektrolit yang terbuat dari garam lithium. Elektrolit ditempatkan di antara katoda dan anoda, yang memungkinkan pertukaran ion selama pengisian dan pengosongan.

Selama pertukaran ini, pelapisan terjadi yang tidak seragam sehingga menyebabkan endapan dalam anoda. Setelah beberapa saat, endapan ini tumbuh dan membentuk sulur tajam yang bisa menembus membran elektrolit tipis. Bila campuran anoda dan katoda, itu dapat menciptakan hubungan pendek. Terlalu panas dengan potensi terbakar atau meledak sering terjadi. Kemungkinan ini dikurangi secara signifikan dengan menggunakan logam di katoda daripada lithium murni, namun trade off adalah masa pakai baterai yang lebih pendek. Jadi pabrikan mencoba mencari jalan tengah dan suatu situasi yang terkadang gagal.

Baterai tidak hanya bisa lebih aman karena berlian nano yang dapat mencegah dendrit terbentuk, namun masa pakai baterai menjadi lebih lama juga dapat dimiliki dengan menggunakan lithium murni daripada oksida logam Li. Manfaat dua kali lipat inilah yang membuat penelitian jadi ground breaking. Namun, Dr. Gogotsi, menekankan bahwa keselamatan adalah alasan utama penelitian.
"Ketika Anda mulai menagih mereka lagi dan lagi, dendrit mulai tumbuh. Mungkin ada beberapa siklus yang aman, tapi cepat atau lambat terjadi hubungan arus pendek. Kami ingin menghilangkan atau, setidaknya, meminimalkan kemungkinan itu. "
Meski begitu, baterai yang bertahan lama antara biaya juga merupakan efek samping tentang apa yang telah mereka teliti selema ini.

Alasan kerjanya adalah ion lithium menempel pada berlian saat mereka bergerak melalui elektrolit. Karena nanodiamonds secara alami bersatu secara seragam, plating terjadi dalam pola biasa dan bukan secara acak. Para periset melaporkan bahwa penggunaan nanodiamond dalam larutan elektrolit menghilangkan pembentukan dendrit 100 persen melalui 100 siklus pengisian/pengosongan. Dr. Gogotsi mengakui bahwa prosesnya masih membutuhkan penelitian yang lebih banyak.

"Temuan awal hanya menunjukkan siklus pengisian daya yang stabil selama 200 jam, yang hampir tidak memadai untuk baterai yang digunakan di laptop atau telepon genggam," katanya. Dr. Gogotsi menambahkan, "Ini berpotensi mengubah permainan, namun sulit dilakukan. 100 persen yakin bahwa dendrit tidak akan pernah tumbuh. Untuk memastikan keamanan, aditif pada elektrolit, seperti nanodiamond, perlu dikombinasikan dengan tindakan pencegahan lainnya, seperti menggunakan elektrolit yang tidak mudah terbakar, bahan elektroda akan menjadi lebih aman, dan pemisah yang lebih kuat. "

0 komentar: