Pengembangan Baterai Isi Ulang dari Molekul Organik

Sebuah tim peneliti dari National University of Singapore (NUS) telah berhasil merancang sebuah bahan organik baru dengan konduktivitas listrik dan kemampuan retensi energi yang superior untuk digunakan dalam aplikasi baterai. Penemuan ini membuka jalan bagi pengembangan baterai isi ulang yang stabil, berkapasitas tinggi dan ramah lingkungan.

Baterai isi ulang adalah komponen penyimpanan energi utama di banyak sistem baterai berskala besar seperti kendaraan listrik dan smartphone. Dengan meningkatnya permintaan akan sistem baterai ini, peneliti beralih ke metode produksi yang lebih ramah lingkungan. Salah satu metode tersebut adalah dengan menggunakan bahan organik sebagai elektroda pada baterai isi ulang.

Elektroda organik mengotori lingkungan dengan lebih rendah selama produksi dan pembuangannya menawarkan alternatif yang lebih ramah lingkungan untuk elektroda oksida logam anorganik yang biasa digunakan pada baterai isi ulang. Struktur elektroda organik juga dapat direkayasa untuk mendukung kemampuan penyimpanan energi yang tinggi. Tantangannya, bagaimanapun, adalah konduktivitas listrik dan stabilitas senyawa organik yang buruk saat digunakan pada baterai. Bahan organik yang saat ini digunakan sebagai elektroda dalam baterai isi ulang - seperti polimer konduktif dan senyawa organosulfer - juga menghadapi kehilangan energi dengan cepat setelah beberapa muatan.

Untuk mengatasi keterbatasan ini, Prof Loh dan tim risetnya mensintesis molekul senyawa organik 3Q (π-conjugated quinoxaline-based heteroaromatic molecule) yang memiliki hingga enam lokasi penyimpanan muatan per molekul dalam upaya meningkatkan daya konduksi dan retensi energinya.

Ketika dihibridisasi dengan graphene dan digunakan dalam elektrolit berbasis eter, tim mengamati bahwa elektroda berbasis 3Q menunjukkan konduktivitas listrik yang tinggi pada 395 miliampere jam per gram. Ini juga menunjukkan kemampuan retensi energi yang kuat setelah beberapa siklus pengisian dan pelepasan.

Prof Loh menjelaskan, "Studi kami memberikan bukti bahwa 3Q, dan molekul organik dari struktur serupa, yang dikombinasikan dengan graphene, menjanjikan kandidat untuk pengembangan baterai isi ulang ramah lingkungan dan berkapasitas tinggi dengan siklus hidup yang panjang."