Baterai lithium-karbon dioksida adalah sistem penyimpanan energi yang menarik karena memiliki kepadatan energi spesifik yang lebih dari tujuh kali lebih besar daripada baterai lithium-ion yang biasa digunakan. Namun, sampai sekarang, para ilmuwan belum dapat mengembangkan prototipe yang dapat diisi ulang sepenuhnya, meskipun potensinya untuk dapat menyimpan lebih banyak lagi energinya.
Para peneliti dari University of Illinois at Chicago adalah yang pertama menunjukkan bahwa baterai lithium-karbon dioksida dapat dirancang untuk beroperasi dengan cara yang dapat diisi ulang secara sepenuhnya, dan mereka telah berhasil menguji prototipe dari baterai lithium-karbon dioksida yang beroperasi hingga 500 siklus pengisian ulang berturut-turut / proses isi ulang.
Temuan mereka dipublikasikan dalam jurnal Advanced Materials.
“Baterai lithium-karbon dioksida telah menarik untuk waktu yang lama, tetapi dalam praktiknya, kami belum dapat memperoleh yang benar-benar efisien hingga sekarang,” kata Amin Salehi-Khojin, associate professor teknik mesin dan industri di UIC College of Engineering.
Secara tradisional, ketika baterai lithium-karbon dioksida habis, ia menghasilkan lithium karbonat dan karbon. Litium karbonat mendaur ulang selama fase pengisian, tetapi karbon hanya terakumulasi pada katalis, akhirnya mengakibatkan kegagalan pada sistem baterai.
“Akumulasi karbon tidak hanya menghambat situs aktif katalis dan mencegah difusi karbon dioksida, tetapi juga memicu dekomposisi elektrolit dalam keadaan terisi,” kata Alireza Ahmadiparidari, penulis pertama paper dari UIC College of Engineering.
Salehi-Khojin dan rekan-rekannya menggunakan bahan baru dalam baterai karbon dioksida eksperimental mereka untuk mendorong daur ulang secara menyeluruh baik lithium karbonat maupun karbon. Mereka menggunakan molibdenum disulfida sebagai katalis katoda yang dikombinasikan dengan elektrolit hibrida untuk membantu memasukkan karbon ke dalam proses pengisian.
Secara khusus, kombinasi bahan-bahan mereka menghasilkan produk tunggal komposit multi-komponen daripada produk terpisah, membuat pengisian ulang lebih efisien.
“Kombinasi bahan kami yang unik membantu membuat baterai karbon-litium karbon netral pertama dengan jauh lebih efisien dan masa pakai yang lebih tahan lama, yang akan memungkinkannya untuk digunakan dalam sistem canggih penyimpanan energi,” kata Salehi-Khojin.
