Courtesy of InterestingEngineering
Material Baru COF Meningkatkan Daya Tahan Baterai Lithium-Sulfur Hingga 1.500 Siklus
Mengembangkan material baru berbasis kerangka organik kovalen (COF) untuk meningkatkan daya tahan dan performa baterai lithium-sulfur dengan menangkap dan mengubah polisulfida yang merusak baterai.
16 Sep 2025, 20.40 WIB
82 dibaca
Share
Ikhtisar 15 Detik
- Material baru berbasis COF dapat meningkatkan kinerja baterai lithium-sulfur hingga lebih dari 1.500 siklus.
- Penggunaan radikal dalam struktur COF membantu menjebak dan mengubah polysulfida menjadi sulfur yang dapat digunakan.
- Penelitian ini menunjukkan potensi besar dalam pengembangan penyimpanan energi berkelanjutan untuk berbagai teknologi.
Berlin, Jerman - Baterai lithium-sulfur (Li-S) dianggap masa depan penyimpanan energi karena kapasitasnya yang tinggi dan penggunaan sulfur yang murah serta melimpah. Namun, baterai jenis ini sering mengalami penurunan daya yang cepat akibat polisulfida yang terbentuk saat pengisian dan pengosongan, yang menyebabkan kerusakan pada baterai.
Para peneliti dari Helmholtz-Zentrum Berlin dan Technical University of Berlin mengembangkan material baru berbasis kerangka organik kovalen (COF) yang memiliki struktur pori dan radikal kationik. Material ini dirancang untuk menangkap polisulfida dan mengubahnya kembali menjadi sulfur yang dapat digunakan, sehingga memperpanjang umur baterai.
Material baru ini mengandung unit tetrathiafulvalene (TTF) yang berperan sebagai katalis kecil untuk reaksi kimia dalam pori-pori COF. Kombinasi antara TTF dan trisulfida radikal anion dalam struktur benzothiazole (R-TTF•+-COF) memperbaiki aktivitas katalitik dan konduktivitas listrik material tersebut.
Melalui berbagai pengujian seperti ssNMR dan EPR, peneliti membuktikan bahwa material ini mampu mengikat dan mengubah polisulfida dengan efisien. Hasilnya, baterai yang menggunakan material ini dapat bertahan lebih dari 1.500 siklus dengan kerugian kapasitas hanya 0,027% per siklus, jauh lebih baik dibandingkan standar sebelumnya.
Penelitian ini membuka peluang besar dalam pengembangan baterai lithium-sulfur yang lebih awet dan ramah lingkungan yang dapat digunakan dalam kendaraan listrik dan pesawat listrik. Selain itu, penelitian ini juga menyarankan adanya potensi peningkatan lebih lanjut dengan mengkustomisasi struktur radikal dalam COF.
Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/new-material-extends-lithium-sulfur-battery-life
[1] https://interestingengineering.com/energy/new-material-extends-lithium-sulfur-battery-life
Analisis Ahli
Yan Lu
"Integrasi struktur radikal dalam baterai lithium-sulfur menunjukkan potensi besar untuk memperbaiki stabilitas dan kapasitas, melampaui batas siklus yang ada."
Analisis Kami
"Penemuan ini merupakan lompatan signifikan dalam riset baterai Li-S yang selama ini menghadapi masalah degradasi karena polisulfida. Pengintegrasian radikal organosulfur sebagai katalis terbukti efektif dan membuka jalan untuk inovasi lebih dalam material baterai organik."
Prediksi Kami
Dengan pengembangan lebih lanjut, material COF radikal ini akan menjadi standar dalam baterai lithium-sulfur, memungkinkan baterai yang lebih tahan lama, efisien, dan ramah lingkungan untuk berbagai aplikasi masa depan.
Pertanyaan Terkait
Q
Apa yang dikembangkan oleh Helmholtz-Zentrum Berlin dan Technical University of Berlin?A
Mereka mengembangkan material baru berbasis struktur polimer berpori yang disebut radical-cationic covalent organic framework (COF).Q
Apa yang menjadi masalah utama pada baterai lithium-sulfur?A
Masalah utama pada baterai lithium-sulfur adalah kehilangan daya yang cepat akibat pembentukan polysulfida yang merusak kinerja baterai.Q
Bagaimana material COF baru dapat meningkatkan performa baterai?A
Material COF baru dapat menjebak dan mengubah polysulfida kembali menjadi sulfur yang dapat digunakan, sehingga memperpanjang umur baterai.Q
Apa fungsi dari radikal dalam struktur COF?A
Radikal dalam struktur COF bertindak sebagai pusat katalitik yang mengikat lithium polysulfida dan memfasilitasi reaksi kimia yang penting.Q
Mengapa penelitian ini penting untuk energi berkelanjutan?A
Penelitian ini penting karena dapat meningkatkan kapasitas dan stabilitas baterai, berkontribusi pada penyimpanan energi yang berkelanjutan.Artikel Serupa
