Ilmuwan memanfaatkan limbah botol kaca menjadi baterai lithium-ion berkinerja tinggi. Baterai ini bisa dimanfaatkan untuk kendaraan listrik atau peralatan elektronik pribadi.Ilmuwan memanfaatkan limbah botol kaca menjadi baterai lithium-ion berkinerja tinggi. Baterai ini bisa dimanfaatkan untuk kendaraan listrik atau peralatan elektronik pribadi.
Para peneliti di University of California, Riverside’s Bourns College of Engineering, berhasil menggunakan botol limbah gelas dan proses kimia berbiaya rendah untuk menciptakan anoda nano silikon menjadi baterai lithium-ion berkinerja tinggi. Baterai ini akan memperluas jangkauan kendaraan listrik dan kendaraan listrik hibrida plug-in.
Selain itu, baterai ini akan memberi lebih banyak daya dengan biaya rendah untuk perangkat elektronik pribadi seperti telepon seluler dan laptop. Berjudul “Silicon Derived from Glass Bottles as Anode Materials for Lithium Ion Full Cell Batteries”, artikel tersebut menjelaskan hasil temuan penelitian tersebut yang dipublikasikan pada jurnal Scientific Reports. Memimpin proyek tersebut adalah Cengiz Ozkan, profesor teknik mesin, serta Mihri Ozkan, profesor teknik elektro di University of California, Riverside’s Bourns College of Engineering.
Dengan program daur ulang saat ini, miliaran botol kaca berakhir di tempat pembuangan sampah setiap tahunnya. Kondisi ini mendorong para periset untuk berfikir apakah silikon dioksida dalam limbah botol minuman dapat memberikan nanopartikel silikon murni yang tinggi untuk baterai lithium-ion. Anoda silikon dapat menyimpan energi hingga 10 kali lebih banyak daripada anoda grafit konvensional, namun ekspansi dan penyusutan selama pengisian dan pengosongan membuatnya tidak stabil.
Mengubah silikon ke dalam skala nano telah terbukti mengurangi masalah ini, dan dengan menggabungkan bentuk silicon dioxide yang melimpah dan relatif murni serta reaksi kimia berbiaya rendah. Para periset juga menciptakan baterai setengah sel lithium-ion yang menyimpan energi hampir empat kali lebih banyak dari anoda grafit konvensional. Untuk membuat anoda, tim menggunakan tiga langkah proses yang melibatkan penghancuran dan penggilingan botol kaca menjadi serbuk putih.
Lalu pengurangan magnesiotermik untuk mengubah silikon dioksida menjadi silikon berstrukturnano, dan melapisi nanopartikel silikon dengan karbon untuk meningkatkan stabilitasnya dan sifat penyimpanan energi. Seperti yang diharapkan, baterai sel koin yang dibuat menggunakan anoda silikon berbasis botol kaca sangat mengungguli baterai tradisional dalam tes laboratorium.
Elektroda kaca berlapis kaca berlapis karbon (gSi @ C) menunjukkan kinerja elektrokimia yang sangat baik dengan kapasitas ~ 1420 mAh / g pada tingkat C / 2 setelah 400 siklus. Changling Li, seorang mahasiswa pascasarjana di bidang sains dan teknik material sekaligus penulis utama ini mengatakan satu botol kaca menyediakan cukup nanosilicon untuk ratusan sel baterai sel koin atau tiga sampai lima sel baterai sel. “Kami memulai dengan produk limbah yang menuju tempat pembuangan sampah dan menciptakan baterai yang menghemat lebih banyak energi, bermuatan lebih cepat, dan lebih stabil daripada baterai sel koin komersial.
Oleh karena itu, kami memiliki kandidat yang sangat menjanjikan untuk baterai lithiumion generasi mendatang,“ kata Li. Penelitian ini merupakan penelitian terbaru dalam serangkaian proyek yang dipimpin oleh Mihri dan Cengiz Ozkan untuk menciptakan anoda baterai lithium-ion dari bahan ramah lingkungan. Penelitian sebelumnya telah berfokus pada pengembangan dan pengujian anoda dari jamur portabella, pasir, dan tanah diatom atau batu sedimen.
nik/berbagai sumber/E-6
