Busa Nikel Meningkatkan Kinerja Baterai Lithium-sulfur

Para peneliti di Universitas Shantou dan Institut Teknologi Beijing telah mengembangkan jenis busa berbasis nikel baru yang dirancang untuk mengurangi efek pesawat ulang-alik, perluasan volume, dan masalah lain yang mengganggu baterai lithium-sulfur, demikian temuan FT.com. “Perkembangan pesat kendaraan listrik membutuhkan teknologi penyimpanan energi generasi mendatang dengan kepadatan energi tinggi, biaya rendah, dan umur panjang,” kata Lv Fushen, penulis senior studi yang mengusulkan solusi tersebut, dalam pernyataan media. “Baterai litium-belerang dianggap sebagai sistem penyimpanan energi yang menjanjikan karena kepadatan energinya yang sangat tinggi dan kapasitas teoretisnya yang besar. Namun, baterai tersebut dibatasi oleh konduktivitas elektronik belerang yang buruk, perubahan volume katoda, dan efek antar-jemput. Lu menjelaskan bahwa konversi polisulfida selama pengisian dan pengosongan adalah transisi multifasa yang kompleks.Litium polisulfida terlarut (LiPS) berdifusi melalui pemisah berpori ke elektroda negatif dan bereaksi dengan logam litium untuk membentuk litium yang tidak larut, menyebabkan "efek antar-jemput" yang menurunkan kapasitas pelepasan dan siklus Hal ini merupakan salah satu kelemahan utama yang menghambat komersialisasi baterai lithium-sulfur dalam skala besar.
Katoda Efektif “Saat ini, kendala baterai litium terutama diatasi dengan desain elektroda dan elektrolit,” kata Lu. Untuk memperluas kapasitas penyerapan litium polisulfida dan meningkatkan pembentukan sulfur aktif selama pengisian dan pengosongan, elektroda biasanya terdiri dari lapisan berpori dengan aktivitas katalitik tinggi. Menurut Lu, sejumlah nanopartikel oksida logam atau hibrida organik-anorganik telah digunakan untuk melumpuhkan litium polisulfida dan memfasilitasi penyerapan dan konversinya. Namun, bahan-bahan ini menunjukkan kinetika redoks yang lambat pada baterai litium belerang tinggi karena terakumulasi dalam lapisan antar-lapisan. Menurutnya, kombinasi bahan karbon dengan bahan fungsional anorganik tampaknya merupakan strategi yang tepat untuk mendapatkan katoda yang efisien. Namun, kombinasi katalitik biasanya ditutupi oleh lapisan perantara, yang mengurangi konversi polisulfida, yang pada akhirnya menyebabkan kegagalan untuk mencapai sinergi antara kedua fungsi tersebut. "Dalam beberapa tahun terakhir, katoda baterai lithium-sulfur dengan sifat kemisorpsi polisulfida yang sangat baik dan efisiensi katalitik yang tinggi telah diselidiki secara mendalam. Menemukan strategi yang layak untuk mengintegrasikan berbagai fungsi masing-masing guna mempercepat konversi polisulfida masih menjadi masalah yang mendesak."
Peneliti busa nikel mengatakan proposalnya mencakup pertumbuhan 3D HsGDY atau grafina tersubstitusi hidrogen, sebuah isotop karbon baru dengan struktur planar dan sifat unik, dilapisi pada busa nikel melalui reaksi kopling silang laser untuk mengikat MoS2/Ni3S2 dan meningkatkan konduktivitas listrik. bahan yang mengandung belerang. Dia mengatakan, "Kerangka 3D HsGDY mampu dengan cepat menyerap litium polisulfida, sementara Ni3S2/MoS2 bertindak sebagai pusat reaksi dengan resistensi transfer muatan rendah." Lu menyimpulkan bahwa elektroda berbasis nikel- 3d hsgdy menunjukkan kinerja tinggi pada baterai litium-sulfur dengan kapasitas spesifik besar dan stabilitas jangka panjang pada kepadatan arus tinggi. Oleh karena itu, doping HsGDY di katoda dapat meningkatkan penyerapan dan konversi litium polisulfida dalam elektrolit, memberikan ide baru untuk memperoleh baterai litium-sulfur dengan kepadatan energi tinggi. “Baterai litium-ion telah dikomersialkan selama beberapa dekade. Kepadatan energinya sedikit meningkat selama beberapa tahun terakhir, meskipun banyak upaya penelitian telah dilakukan,” kata Lew. "Penelitian tentang baterai yang mengandung hsgdyli - s masih dalam tahap awal, dan banyak penelitian diperlukan untuk mencapai aplikasi praktis."
[Sumber - CKNews.com]