Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Top News

Bahan elektroda penyimpan natrium baru untuk baterai isi ulang dengan kepadatan energi yang belum pernah terjadi sebelumnya – ScienceDaily


Baterai isi ulang yang hemat biaya merupakan inti dari hampir semua perangkat elektronik portabel, yang telah menjadi tempat umum dalam kehidupan modern sehari-hari. Selain itu, baterai isi ulang adalah komponen penting dalam banyak teknologi ramah lingkungan, seperti mobil listrik dan sistem yang memanen energi terbarukan. Mereka juga merupakan pemungkin utama dari berbagai perangkat medis dan memfasilitasi penelitian di berbagai bidang sebagai sumber energi sensor dan kamera elektronik. Jadi, tidak mengherankan bahwa ada banyak upaya yang dikeluarkan untuk mengembangkan baterai isi ulang yang lebih baik dan lebih murah.

Sejauh ini, baterai lithium-ion yang dapat diisi ulang memegang posisi nomor satu berkat kinerjanya yang luar biasa dalam hal kapasitas, stabilitas, harga, dan waktu pengisian. Namun, litium, dan logam kecil dan mahal lainnya seperti kobalt dan tembaga, bukanlah salah satu bahan yang paling melimpah di kerak bumi, dan permintaannya yang terus meningkat akan segera menyebabkan masalah pasokan di seluruh dunia. Di Universitas Sains Tokyo, Jepang, Profesor Shinichi Komaba dan rekannya telah berusaha untuk menemukan solusi untuk teka-teki yang memburuk ini dengan mengembangkan baterai yang dapat diisi ulang menggunakan bahan alternatif yang lebih berlimpah.

Dalam studi terbaru yang diterbitkan di Angewandte Chemie Edisi Internasional, tim menemukan metode hemat energi untuk menghasilkan bahan berbasis karbon baru untuk baterai natrium-ion. Selain Prof. Komaba, tim juga termasuk Ms. Azusa Kamiyama dan Associate Prof. Kei Kubota dari Tokyo University of Science, Dr. Yong Youn dan Dr. Yoshitaka Tateyama dari National Institute for Material Science, Jepang, dan Associate Prof. Kazuma Gotoh dari Okayama University, Jepang. Studi difokuskan pada sintesis karbon keras, bahan berpori tinggi yang berfungsi sebagai elektroda negatif baterai isi ulang, melalui penggunaan magnesium oksida (MgO) sebagai templat anorganik pori-pori berukuran nano di dalam karbon keras.

Para peneliti mengeksplorasi teknik berbeda untuk mencampurkan bahan-bahan template MgO sehingga secara tepat menyesuaikan struktur nano dari elektroda karbon keras yang dihasilkan. Setelah beberapa analisis eksperimental dan teoritis, mereka menjelaskan kondisi fabrikasi dan bahan yang optimal untuk menghasilkan karbon keras dengan kapasitas 478 mAh / g, tertinggi yang pernah dilaporkan dalam jenis bahan ini. Prof. Komaba menyatakan, “Hingga saat ini, kapasitas bahan elektroda negatif berbasis karbon untuk baterai natrium-ion sebagian besar berkisar 300 hingga 350 mAh / g. Meskipun nilai mendekati 438 mAh / g telah dilaporkan, material tersebut memerlukan perlakuan panas pada suhu yang sangat tinggi di atas 1900 ° C. Sebaliknya, kami menggunakan perlakuan panas hanya pada 1500 ° C, suhu yang relatif rendah. ” Tentu saja, dengan suhu yang lebih rendah akan menghasilkan pengeluaran energi yang lebih rendah, yang juga berarti biaya yang lebih rendah dan dampak lingkungan yang lebih sedikit.

Kapasitas bahan elektroda karbon keras yang baru dikembangkan ini tentunya luar biasa, dan jauh melampaui kapasitas grafit (372 mAh / g), yang saat ini digunakan sebagai bahan elektroda negatif dalam baterai lithium-ion. Selain itu, meskipun baterai natrium-ion dengan elektroda negatif karbon keras ini secara teori akan beroperasi pada perbedaan tegangan 0,3 volt lebih rendah daripada baterai lithium-ion standar, kapasitas yang lebih tinggi dari yang pertama akan menyebabkan kepadatan energi yang jauh lebih besar. berat (1600 Wh / kg versus 1430 Wh / kg), menghasilkan peningkatan kepadatan energi sebesar + 19%.

Bersemangat tentang hasil dan dengan pandangannya ke masa depan, Prof. Komaba berkomentar, “Penelitian kami membuktikan bahwa adalah mungkin untuk mewujudkan baterai natrium-ion berenergi tinggi, membatalkan kepercayaan umum bahwa baterai lithium-ion memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi. Karbon keras dengan kapasitas sangat tinggi yang kami kembangkan telah membuka pintu menuju desain bahan penyimpan natrium yang baru. “

Studi lebih lanjut akan diperlukan untuk memverifikasi bahwa bahan yang diusulkan benar-benar menawarkan masa pakai yang superior, karakteristik input-output, dan operasi suhu rendah dalam baterai natrium-ion yang sebenarnya. Jika beruntung, kita mungkin akan menyaksikan generasi baterai isi ulang berikutnya!

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Sains Tokyo. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Slot Online