Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Kapasitor hibrida zinc-ion dengan anion ideal dalam elektrolit menunjukkan kinerja ekstra panjang – ScienceDaily


Kapasitor hibrida logam-ion menggabungkan properti kapasitor dan baterai. Satu elektroda menggunakan mekanisme kapasitif, yang lainnya menggunakan proses redoks tipe baterai. Para ilmuwan sekarang telah meneliti peran anion dalam elektrolit. Hasilnya, yang telah dipublikasikan di jurnal Kimia terapan, mengungkapkan pentingnya anion sulfat. Elektrolit berbasis sulfat memberikan kapasitor hibrida zinc-ion performa luar biasa dan pengoperasian ekstra lama.

Kapasitor dapat menyerap dan melepaskan sejumlah besar muatan dalam waktu singkat, sedangkan baterai dapat menyimpan banyak energi dalam volume kecil. Untuk menggabungkan kedua sifat tersebut, para ilmuwan sedang menyelidiki sel elektrokimia hibrida, yang mengandung elektroda tipe kapasitor dan baterai. Di antara sel-sel ini, para peneliti telah mengidentifikasi kapasitor hibrida ion-logam sebagai perangkat yang sangat menjanjikan. Di sini, elektroda positif mencakup sifat pseudokapasitif, yang berarti dapat juga menyimpan energi dalam bentuk baterai, dengan interkalasi ion logam, sedangkan elektroda negatif terbuat dari logam aktif redoks.

Namun, elektrolitnya telah lama diabaikan, kata Chunyi Zhi yang sedang menyelidiki materi baterai bersama timnya di City University of Hong Kong. Para peneliti yakin jenis anion elektrolit mempengaruhi kinerja perangkat. “Lebih memperhatikan pengenalan anion yang sesuai dapat secara efektif meningkatkan daya dan kepadatan energi kapasitor,” kata mereka.

Para peneliti memusatkan perhatian mereka pada kapasitor ion-seng. Jenis sel ini terdiri dari anoda logam seng dan katoda yang terbuat dari serat nano titanium nitrida. Serat nano kuat, dan permukaan berpori memungkinkan elektrolit menyusup. Para ilmuwan berpendapat bahwa anion elektrolit, ketika dilekatkan pada permukaan titanium nitrida, membuat material lebih konduktif. Selain itu, anion yang teradsorpsi dapat secara langsung berkontribusi pada proses pengisian. Pengisian kapasitor hibrida melibatkan ekstraksi ion seng yang disisipkan.

Zhi dan rekan-rekannya membandingkan efek tiga anion elektrolit: sulfat, asetat, dan klorida. Mereka melihat baik pengikatan mereka ke permukaan elektroda dan kinerja sel elektrokimia. Itu hasil yang jelas.

Para ilmuwan melaporkan bahwa anion sulfat menonjol di antara tiga anion. Mereka mengamati bahwa sel-sel yang didasarkan pada elektrolit seng sulfat memiliki kinerja terbaik, dan sulfat terikat lebih kuat ke permukaan titanium nitrida daripada anion lainnya. Selain itu, elektroda yang diolah dengan sulfat menunjukkan pemakaian sendiri yang paling rendah. Para penulis menghubungkan temuan ini dengan efek elektronik sulfat. Sifat penarik elektronnya memberikan ikatan ketat pada atom permukaan dan mencegah elektroda melepaskan diri, penulis menyimpulkan.

Untuk kapasitor hybrid zinc-ion berbasis seng-sulfat, para ilmuwan melaporkan operasi berkinerja tinggi selama lebih dari sembilan bulan. Selain itu, perangkat ini fleksibel, yang sangat berguna untuk elektronik portabel. Para ilmuwan menguji perangkat di jam tangan elektronik dan menemukan kinerja yang sangat baik.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Wiley. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney