Baterai Natrium-Sulfur sebagai Pengganti Lithium

Baterai lithium yang berasal dari logam mungkin saja akan berakhir. Peneliti telah menemukan baterai dari bahan natrium dan belerang atau sulfur yang lebih bahannya lebih mudah diperoleh tanpa mengganggu lingkungan.
Penambangan lithium telah dikritik karena dampak lingkungannya, termasuk penggunaan air tanah yang berat, polusi tanah dan air, dan emisi karbon. Sebagai perbandingan, natrium tersedia di laut, lebih murah, dan lebih ramah lingkungan.
Baterai lithium-ion biasanya juga menggunakan kobalt, yang mahal dan sebagian besar ditambang di Republik Demokratik Kongo Afrika, yang memiliki dampak signifikan terhadap kesehatan manusia dan lingkungan.
Peneliti dari The University of Texas (UT) di Austin, baru-baru ini menyatakan baterai yang terbuat dari natrium dan belerang akan lebih murah daripada bahan seperti lithium dan kobalt. Dengan baterai dari bahan natrium dan belerang bisa menjadi jalan keluar akan baterai yang murah.
"Saya menyebutnya teknologi impian karena natrium dan belerang berlimpah, ramah lingkungan, dan biaya terendah," kata Direktur Institut Material Texas UT dan profesor di Departemen Teknik Mesin Walker, Arumugam Manthiram, seperti dikutip Science Daily.
Ia mengatakan seiring perluasan elektrifikasi seperti mobil listrik dan peningkatan kebutuhan penyimpanan energi terbarukan di masa depan, biaya, dan keterjangkauan baterai akan menjadi faktor dominan tunggal. Oleh karenanya diperlukan baterai yang murah dengan bahan yang tersedia dengan mudah.
Para peneliti mengubah susunan elektrolit, cairan yang memfasilitasi pergerakan ion bolak-balik antara katoda dan anoda untuk merangsang pengisian dan pengosongan baterai. Mereka menyelesaikan masalah umum dalam baterai natrium dari pertumbuhan struktur seperti jarum yang disebut dendrit. Komponen yang terdapat pada anoda ini menyebabkan baterai cepat rusak, korslet, dan bahkan terbakar atau meledak.
Pada publikasi di Journal of American Chemical Society, disebutkan bahwa elektrolit baterai natrium-sulfur, senyawa antara yang terbentuk dari belerang akan larut dalam elektrolit cair dan bermigrasi di antara dua elektroda di dalam baterai. Dinamika ini, yang dikenal sebagai bolak-balik, dapat menyebabkan hilangnya material, degradasi komponen, dan pembentukan dendrit.
Para peneliti menciptakan elektrolit yang mencegah belerang larut, sehingga dapat memecahkan masalah bolak-balik dan dendrit. Itu memungkinkan siklus hidup baterai yang lebih lama dan kinerja yang stabil lebih dari 300 siklus pengisian-pengosongan.
"Ketika Anda memasukkan banyak gula ke dalam air, itu menjadi sirup. Tidak semuanya larut," kata, seorang mahasiswa doktoral yang terlibat dalam penelitian tersebut, Amruth Bhargav. "Beberapa hal setengah terhubung dan setengah larut. Dalam baterai, kami ingin ini dalam keadaan setengah larut," ujar dia.
Elektrolit baterai baru dirancang dengan cara yang sama dengan mengencerkan larutan garam pekat dengan pelarut yang mempertahankan keadaan setengah larut. Para peneliti menemukan bahwa elektrolit semacam itu mencegah reaksi yang tidak diinginkan pada elektroda dan dengan demikian memperpanjang umur baterai.
Para peneliti berencana untuk membangun terobosan mereka dengan mengujinya dengan baterai yang lebih besar untuk melihat apakah itu dapat diterapkan pada teknologi, seperti kendaraan listrik dan penyimpanan sumber daya terbarukan seperti angin dan matahari. hay/I-1