Baterai Aliran Cair Generasi Berikutnya – Berita iran Harian Berita iran Sekarang


TEHRAN (Berita Iran) – Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Hee-Tak Kim dari Departemen Teknik Kimia dan Biomolekuler telah mengembangkan baterai aliran redoks seng / bromin berbasis air (ZBB) dengan harapan hidup terbaik di antara semua baterai aliran redoks yang dilaporkan dengan mengidentifikasi dan mengatasi masalah kerusakan dengan elektroda seng.

Profesor Kim, kepala Pusat Baterai Lanjutan di KAISTInstitut Riset Nano-fusi mengatakan, “Kami menghadirkan teknologi baru untuk mengatasi batas umur baterai sel air generasi berikutnya. Tidak hanya lebih murah daripada baterai lithium-ion konvensional, tetapi juga dapat berkontribusi pada perluasan energi terbarukan dan pasokan sistem penyimpanan energi yang aman yang dapat berjalan dengan efisiensi energi lebih dari 80 persen. ”

ZBB ditemukan memiliki masa hidup yang stabil lebih dari 5.000 siklus, bahkan pada kepadatan arus tinggi 100 mA / cm2. Juga dikonfirmasi bahwa itu mewakili keluaran dan harapan hidup tertinggi dibandingkan dengan baterai aliran Redoks (RFB) yang dilaporkan di seluruh dunia, yang menggunakan pasangan redoks lain seperti seng-brom, seng-iodin, seng-besi, dan vanadium.

Baru-baru ini, lebih banyak perhatian telah difokuskan pada sistem penyimpanan energi (ESS) yang dapat meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi dengan menyimpan listrik baru dan larut malam dalam jumlah besar dan memasoknya ke jaringan jika perlu untuk melengkapi sifat energi terbarukan yang terputus-putus dan memenuhi permintaan daya puncak.

Namun, baterai lithium-ion (LIB), yang saat ini merupakan teknologi inti ESS, telah dikritik karena tidak cocok untuk ESS, yang menyimpan listrik dalam jumlah besar karena risiko penyalaan dan kebakaran yang melekat. Faktanya, total 33 kasus ESS yang menggunakan LIB di Korea mengalami kecelakaan kebakaran, dan 35% dari semua fasilitas ESS ditutup. Hal ini diperkirakan mengakibatkan kerugian lebih dari 700 miliar won.

Hasilnya, RFB berbasis air telah menarik perhatian besar. Secara khusus, ZBB yang menggunakan bromida berbiaya sangat rendah (ZnBr2) sebagai bahan aktif telah dikembangkan untuk ESS sejak tahun 1970-an, dengan keunggulan tegangan sel tinggi, kepadatan energi tinggi, dan harga rendah dibandingkan RFB lainnya. Sampai saat ini, bagaimanapun, komersialisasi ZBBs telah tertunda karena umur pendek yang disebabkan oleh elektroda seng. Secara khusus, perilaku pertumbuhan “dendrit” yang tidak merata dari logam seng selama proses pengisian dan pemakaian menyebabkan korsleting internal pada baterai yang memperpendek masa pakainya.

Tim peneliti mencatat bahwa self-aggregation terjadi melalui difusi permukaan inti seng pada permukaan elektroda karbon dengan energi permukaan yang rendah, dan menentukan bahwa self-aggregation adalah penyebab utama pembentukan dendrit seng melalui simulasi komputer berbasis mekanika kuantum dan transmisi elektron. mikroskopi. Selanjutnya, ditemukan bahwa difusi permukaan inti seng terhambat pada struktur sesar karbon tertentu sehingga dendrit tidak dihasilkan.

Cacat kekosongan tunggal, di mana satu karbon atom dihilangkan, menukar inti seng dan elektron dan digabungkan kuat, sehingga menghambat difusi permukaan dan memungkinkan produksi / pertumbuhan nuklir seragam. Tim peneliti menerapkan elektroda karbon dengan struktur gangguan kepadatan tinggi ke ZBB, mencapai karakteristik kehidupan lebih dari 5.000 siklus pada kepadatan arus muatan tinggi (100 mA / cm2), yaitu 30 kali lipat dari LIB.

Teknologi ESS yang dapat menyuplai energi listrik ramah lingkungan seperti energi terbarukan kepada swasta melalui teknologi yang dapat menggerakkan baterai dengan aliran redoks yang aman dan murah untuk masa pakai yang lama, diharapkan dapat menarik perhatian kembali.

Di Buat dan Disajikan Oleh : Totosgp