Material Baru COF Meningkatkan Daya Tahan Baterai Lithium-Sulfur Hingga 1.500 Siklus

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.