Baterai dual-kation sel penuh pertama di dunia dikembangkan di Universitas Limerick
Untuk pertama kalinya di dunia, para peneliti di Universitas Limerick telah mengembangkan baterai yang dapat mengubah masa depan kendaraan listrik dan elektronik portabel.
Terobosan dalam teknologi penyimpanan energi telah menyaksikan pengembangan baterai kation ganda sel penuh pertama di dunia di UL.
Sistem inovatif ini menggabungkan ion litium dan natrium untuk meningkatkan kapasitas dan stabilitas baterai secara signifikan, menandai garis depan baru dalam penelitian energi berkelanjutan.
Karya perintis ini, yang diterbitkan di Nano Energy, dipimpin oleh Hugh Geaney, Associate Professor Kimia di Departemen Ilmu Kimia UL dan Penyelidik Utama di Institut Bernal UL, dan rekan pascadoktoral Pemerintah Irlandia, Dr Syed Abdul Ahad, rekannya di Departemen dan Institut Bernal.
Tidak seperti baterai tradisional yang hanya mengandung natrium (kation tunggal), sistem kation ganda baru ini menggabungkan kekuatan litium dan natrium, untuk memberikan kinerja yang lebih baik sekaligus menjaga natrium sebagai komponen utama, sehingga menjadikan teknologi ini lebih efisien dan berkelanjutan.
“Untuk pertama kalinya, kami telah menunjukkan bahwa baterai natrium-ion dapat 'diisi ulang' dengan memasangkan natrium dan litium dalam elektrolit kation ganda yang dominan natrium,” kata Associate Professor Geaney.
“Terobosan ini membuka pintu menuju kimia baterai berkinerja tinggi yang lebih berkelanjutan.”
Dr. Abdul Ahad, yang membuat konsep penelitian ini dan melakukan pekerjaan eksperimental di bawah bimbingan pembimbingnya, menjelaskan: “Dengan memasukkan kation litium dan natrium, kami sebenarnya melipatgandakan kapasitas baterai yang seharusnya lebih rendah pada baterai natrium-ion pada umumnya. Hal ini belum pernah dilakukan sebelumnya pada bahan anoda yang kami gunakan, yang diproyeksikan memiliki kapasitas tinggi untuk baterai natrium-ion.”
Desain baterai memungkinkan litium bertindak sebagai “peningkat kapasitas” dalam elektrolit, meningkatkan sistem natrium-ion sekaligus menjaga stabilitas jangka panjang. Pendekatan ini tidak hanya meningkatkan kepadatan energi yang penting untuk memperluas jangkauan kendaraan listrik, namun juga meningkatkan keselamatan dan keberlanjutan dengan mengurangi ketergantungan pada material yang mahal dan menantang lingkungan seperti kobalt.
Baterai natrium-ion telah lama dipandang sebagai alternatif yang lebih berkelanjutan dibandingkan baterai litium-ion yang saat ini memberi daya pada sebagian besar peralatan komersial, namun baterai natrium-ion tidak memiliki kepadatan energi yang sama dengan baterai litium-ion, yang berarti kinerja baterai jauh lebih buruk.
Perkembangan yang menarik ini berarti bahwa ion natrium masih dapat digunakan untuk menghasilkan kapasitas tinggi. Ion litium dan ion natrium bekerja bersama-sama selama pengisian dan pengosongan, dan sel dapat didaur ulang hingga 1000 siklus, menjadikannya baterai yang jauh lebih ramah lingkungan dan lebih murah.
Tim sekarang berencana memperluas penelitian untuk mengeksplorasi kombinasi material dan sistem ion baru, termasuk anoda berbasis silikon dan pasangan ion alternatif seperti litium-magnesium dan kalium-litium.
Terobosan ini merupakan pencapaian terbaru Geaney Research Group yang berdedikasi mengembangkan material baru untuk aplikasi penyimpanan energi. Pekerjaan kelompok ini berfokus pada baterai lithium-ion dan lebih dari itu baterai lithium-ion, dengan penekanan khusus pada karakterisasi bahan dan desain yang menempatkannya sebagai yang terdepan dalam inovasi baterai.
Dengan lebih dari 30 peneliti aktif di kelompok baterai UL dan pusat multidisiplin AMPEiRE untuk penelitian baterai dan material energi, UL terus memimpin dalam solusi energi generasi mendatang.
