Baterai Air Yang Mengisi Ulang Lebih Cepat, Lebih Aman dan Lebih Murah

Anoda baru untuk baterai berair memungkinkan penggunaan air laut dengan biaya rendah, berlimpah sebagai elektrolit.

Baterai lithium-ion sangat penting untuk kehidupan modern, mulai dari mengisi daya laptop dan ponsel hingga permainan liburan baru tersebut. Tetapi ada risiko keamanan – baterai dapat terbakar.

Baterai berair berbahan zinc menghindari bahaya kebakaran dengan menggunakan elektrolit berbahan dasar air sebagai pengganti pelarut kimia konvensional. Namun, pertumbuhan dendrit yang tidak terkendali membatasi kemampuannya untuk memberikan kinerja tinggi dan umur panjang yang diperlukan untuk aplikasi praktis.

Sekarang para peneliti telah menunjukkannya Komunikasi Alam bahwa nano 3D baru dari seng-manganlega anoda mengatasi batasan, menghasilkan baterai berair yang stabil, berkinerja tinggi, bebas dendrit, menggunakan air laut sebagai elektrolit.

Xiaonan Shan, penulis koresponden untuk pekerjaan dan asisten profesor teknik listrik dan komputer di University of Houston, mengatakan penemuan itu menjanjikan untuk penyimpanan energi dan aplikasi lain, termasuk kendaraan listrik.

“Ini menyediakan baterai murah, berenergi tinggi, dan stabil,” katanya. “Mereka pasti berguna untuk baterai isi ulang yang andal.”

Baterai Berair

Kipas listrik (kiri atas) ditenagai oleh baterai seng yang diusulkan; profil bongkar / muat ZIB tipikal pada 0,5C (kanan atas); konfigurasi mikroskop in situ untuk membayangkan dinamika pengendapan seng (kiri bawah); dan perubahan morfologi yang disebabkan oleh pengendapan seng (kanan bawah). Kredit: Universitas Houston

Shan adalah UH Mahasiswa doktoral Guangxia Feng juga mengembangkannya in situ teknik visualisasi optik, yang memungkinkan mereka untuk secara langsung mengamati dinamika reaksi pada anoda secara real time. “Platform ini menawarkan kami kemampuan untuk langsung menggambarkan dinamika reaksi elektroda in situ,” kata Shan. “Informasi penting ini memberikan bukti langsung dan visualisasi dari kinetika reaksi dan membantu kami memahami fenomena yang mungkin tidak dapat diakses dengan mudah sebelumnya.”

Pengujian menentukan bahwa anoda nano paduan seng-mangan baru tetap stabil tanpa menurunkan selama 1.000 jam siklus pengisian / pengosongan di bawah kepadatan arus tinggi (80 mA / cm2).

Anoda adalah elektroda yang melepaskan arus dari baterai, sedangkan elektrolit adalah media di mana muatan ionik mengalir antara katoda dan anoda. Menggunakan air laut sebagai elektrolit daripada air yang sangat murni menawarkan cara lain untuk menurunkan biaya baterai.

Bahan anodik tradisional yang digunakan dalam baterai berair rentan terhadap dendrit, pertumbuhan kecil yang dapat menyebabkan baterai kehilangan daya. Shan dan rekannya mengusulkan dan mendemonstrasikan strategi untuk secara efektif meminimalkan dan menekan pembentukan dendrit dalam sistem air dengan mengendalikan termodinamika reaksi permukaan dengan paduan seng dan kinetika reaksi dari struktur tiga dimensi.

Shan berkata para peneliti masuk UH dan University of Central Florida saat ini sedang menyelidiki paduan logam lainnya, selain paduan seng-mangan.

Referensi: “Baterai berair berbasis air laut yang stabil, berkinerja tinggi, bebas dendrit” oleh Huajun Tian, ​​Zhao Li, Guangxia Feng, Zhenzhong Yang, David Fox, Maoyu Wang, Hua Zhou, Lei Zhai, Akihiro Kushima, Yingge Du, Zhenxing Feng, Xiaonan Shan dan Yang Yang, 11 Januari 2021, Komunikasi Alam.
DOI: 10.1038 / s41467-020-20334-6

Selain Shan dan Feng, peneliti proyek ini termasuk Huajun Tian, ​​Zhao Li, David Fox, Lei Zhai, Akihiro Kushima dan penulis koresponden bersama Yang Yang, semuanya dengan University of Central Florida; Zhenzhong Yang dan Yingge Du, keduanya bekerja di Laboratorium Nasional Barat Laut Pasifik; Maoyu Wang dan penulis koresponden Zhenxing Feng, keduanya dari Oregon State University; dan Hua Zhou dengan Laboratorium Nasional Argonne.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Diet junk food dapat meningkatkan risiko mengemudi berbahaya di antara pengemudi truk

Diet tidak sehat yang terkait dengan kelelahan yang lebih besar: Faktor kunci dalam peningkatan risiko kecelakaan, kata para peneliti. Pola makan yang tidak sehat dapat...

Fotosintesis buatan menjanjikan sumber energi yang bersih dan berkelanjutan

Manusia dapat melakukan banyak hal yang tidak dapat dilakukan oleh tumbuhan. Kita bisa berjalan, berbicara, mendengarkan, melihat dan menyentuh. Tetapi tanaman memiliki...

Es laut di pantai Arktik menipis secepat yang saya kira

Es Arktik yang menurun bisa dibilang salah satu korban terbesar perubahan iklim, dan dampaknya sangat luas, dari keadaan beruang kutub yang ikonik dan satwa...

Dinosaurus terbesar di Australia – “Titan Selatan” – baru saja memasuki buku rekor!

Kolaborasi Australia, "Titan Cooper Selatan." Penulis: Vlad Konstantinov, Scott Hoknul © Museum Sejarah Alam Eromanga Apa lapangan basket yang lebih tinggi dari b-double, dan...

Maju dengan roket SLS Moon raksasa, pertemuan dekat dengan Ganymede dan gerhana cincin api

Inti roket Space Launch System (SLS) seberat 188.000 pon telah naik ke peluncur bergerak, di antara dua pendorong roket padat. Kredit: NASA Bergerak maju...

Newsletter

Subscribe to stay updated.