Courtesy of InterestingEngineering

Rahasia Porositas Karbon untuk Anoda Baterai Sodium-Ion Masa Depan

Menjelaskan mekanisme penyimpanan sodium dalam karbon berpori untuk mendesain anoda sodium-ion battery yang lebih efisien dan memberikan solusi konkret bagi pengembangan baterai sodium-ion sebagai alternatif ramah lingkungan dan ekonomis.

21 Nov 2025, 07.01 WIB

274 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Baterai natrium-ion dapat menjadi alternatif yang berkelanjutan untuk baterai lithium-ion.
Struktur karbon keras memainkan peran penting dalam penyimpanan natrium, dengan ukuran pori yang optimal sekitar satu nanometer.
Penelitian ini memberikan pedoman desain yang jelas untuk pengembangan anoda baterai di masa depan.

Providence, Amerika Serikat - Baterai sodium-ion mulai menarik perhatian sebagai alternatif baterai lithium-ion yang mahal dan terbatas. Sodium lebih melimpah dan murah, sehingga sangat menjanjikan untuk digunakan dalam kendaraan listrik dan penyimpanan energi besar.

Namun, pengembangan baterai sodium-ion terhambat karena sulit menemukan material anoda yang pas untuk menyimpan sodium secara efisien. Grafit yang biasa digunakan di lithium-ion ternyata tidak cocok untuk sodium.

Para peneliti dari Brown University menggunakan karbon berpori khusus yang disebut zeolite-templated carbon (ZTC) untuk mempelajari bagaimana sodium masuk dan tersimpan di pori-pori karbon ini.

Mereka menemukan sodium menyimpan dirinya dalam dua tahap: pertama menempel secara ionik pada dinding pori, kemudian membentuk klaster logam di tengah pori. Ukuran pori sekitar satu nanometer adalah yang paling ideal.

Penemuan ini memberikan panduan penting untuk membuat anoda hard carbon yang ideal dan dapat mempercepat kemunculan baterai sodium-ion yang lebih murah, lebih ramah lingkungan, dan siap bersaing di pasar penyimpanan energi.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/sodium-ion-anode-design-nanopores

Analisis Ahli

Lincoln Mtemeri

"Dengan pendekatan simulasi dan eksperimen yang canggih, kami berhasil mengidentifikasi bagaimana sodium dapat disimpan secara efektif di karbon berpori yang akan membantu desain anoda yang lebih baik."

Yue Qi

"Memahami karakteristik hard carbon secara rinci memungkinkan peneliti merancang material yang dapat merevolusi teknologi baterai sodium-ion, meningkatkan ketersediaan dan keberlanjutan energi."

Analisis Kami

"Penelitian ini membuka era baru untuk teknologi baterai sodium-ion yang bisa bersaing langsung dengan lithium-ion dari segi performa dan biaya. Memahami struktur pori dan mekanisme penyimpanan sodium dalam karbon adalah kunci revolusi dalam baterai yang lebih ramah lingkungan dan ekonomis."

Prediksi Kami

Penemuan ini akan mendorong percepatan pengembangan dan komersialisasi baterai sodium-ion di pasaran, menjadikan baterai ini pilihan hemat biaya dan lingkungan untuk kendaraan listrik dan penyimpanan energi skala besar.

Pertanyaan Terkait

Apa yang menjadi fokus utama penelitian di Brown University?

Fokus utama penelitian di Brown University adalah memahami perilaku natrium dalam struktur karbon berpori untuk pengembangan anoda baterai natrium-ion.

Mengapa baterai natrium-ion dianggap lebih menguntungkan dibandingkan baterai lithium-ion?

Baterai natrium-ion dianggap lebih menguntungkan karena natrium lebih melimpah dan murah, serta memiliki dampak lingkungan yang lebih kecil.

Apa tantangan utama dalam pengembangan baterai natrium-ion?

Tantangan utama dalam pengembangan baterai natrium-ion adalah menemukan material anoda yang dapat menyimpan natrium dengan efisien.

Bagaimana perilaku natrium di dalam struktur karbon berpori dijelaskan dalam studi ini?

Perilaku natrium di dalam struktur karbon berpori dijelaskan sebagai fenomena penyimpanan dua langkah, di mana natrium pertama kali melapisi dinding pori dan kemudian membentuk kluster logam di tengah pori.

Apa ukuran pori yang optimal untuk anoda dalam baterai natrium-ion?

Ukuran pori yang optimal untuk anoda dalam baterai natrium-ion adalah sekitar satu nanometer.