Bahan Tambahan Minimal Jalan Pintas Ion Baru Untuk Elektrolit Bateri

---

Inovasi Terkini dalam Teknologi Penyimpanan Tenaga untuk Peranti Wearable Dalam dunia teknologi yang semakin maju, perhatian kini beralih kepada elektronik boleh pakai yang mengutamakan saiz miniatur dan fleksibiliti. Permintaan yang meningkat untuk peranti yang dapat dipakai pada kulit atau mampu melentur dengan bebas menimbulkan cabaran baru bagi bateri konvensional yang kurang fleksibel. Sehubungan itu, peranti penyimpanan tenaga berbentuk serat kini muncul sebagai penyelesaian berkebolehan tinggi untuk sumber tenaga generasi akan datang. Namun, satu halangan besar dalam komersialisasi adalah rendahnya daya pengaliran ion pada elektrolit pepejal—komponen penting dalam peranti ini.
Pasukan penyelidikan yang terdiri daripada Nam Dong Kim dan Yongho Joo dari Pusat Penyelidikan Bahan Komposit Fungsional di Cawangan Jeonbuk Korea Institute of Science and Technology (KIST) dan Profesor Jinwoo Lee dari Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) telah mengumumkan pengembangan elektrolit polimer dengan peningkatan daya pengaliran ion yang ketara menggunakan sedikit jumlah bahan tambahan.
Pasukan tersebut menumpukan perhatian kepada molekul organik khas yang dikenali sebagai 4-hydroxy TEMPO (HyTEMPO). Dengan menambah sedikit daripada molekul ini ke dalam elektrolit polimer, mereka berjaya mencapai peningkatan mobiliti ion yang ketara, menjadikan daya pengaliran ion meningkat kepada 3.2 mS/cm, kira-kira 17 kali lebih tinggi daripada sebelumnya.
Molekul organik ini bertindak seperti jalan raya dalam matriks polimer, memudahkan pengangkutan ion yang cepat. Selain itu, mereka tidak hanya meningkatkan mobiliti ion, tetapi juga prestasi penyimpanan dan penghantaran tenaga, mencapai kapasiti penyimpanan sebanyak 25.4 Wh/kg dan kuasa output sebanyak 25 kW/kg. Hasil ini menunjukkan bahawa peranti penyimpanan tenaga berkinerja tinggi dapat direalisasikan hanya dengan menggunakan elektrod berbentuk serat, tanpa memerlukan bahan aktif tambahan.
Dalam ujian praktikal, peranti ini menunjukkan fleksibiliti dan ketahanan yang luar biasa, mengekalkan 91% prestasinya walaupun selepas lebih daripada 8,000 kitaran lenturan dan hampir tidak mengalami kehilangan prestasi walaupun apabila diikat, mengesahkan kesesuaian untuk peranti boleh pakai. Elektrolit polimer dengan daya pengaliran ion tinggi ini dijangka menjadi material utama untuk sistem penyimpanan tenaga fleksibel generasi akan datang yang menuntut keselamatan, fleksibiliti, dan kecekapan tenaga, menawarkan penyelesaian menjanjikan kepada cabaran tenaga dalam elektronik boleh pakai.
“Penemuan ini menunjukkan peningkatan ketara dalam daya pengaliran ion melalui pendekatan penambahan yang mudah tanpa memerlukan proses yang kompleks,” kata Nam Dong Kim, penyelidik utama di KIST. “Kami percaya kajian ini akan menjadi teknologi asas dalam memacu pembangunan industri penyimpanan tenaga berasaskan elektrolit pepejal yang fleksibel dan selamat.” Rakan penyelidik Yongho Joo menambah, “Dengan memanfaatkan struktur elektronik unik polimer radikal dan ciri reaksi redoks yang cepat, kami telah mengatasi batasan elektrolit konvensional.”
KIST, yang ditubuhkan pada tahun 1966 sebagai institut penyelidikan yang dibiayai kerajaan pertama di Korea, terus berusaha untuk menyelesaikan cabaran nasional dan sosial melalui penyelidikan yang inovatif. Untuk maklumat lanjut, sila layari laman web KIST di kist.re.kr.
Penyelidikan ini disokong oleh Kementerian Sains dan ICT dan Kementerian Perdagangan, Industri dan Tenaga melalui projek utama KIST, serta beberapa projek penyelidikan berkaitan. Hasil penyelidikan ini diterbitkan dalam majalah antarabangsa Nano-Micro Letters.


Source link

---