Baterai seng yang mengalir mempertahankan kapasitas 81% setelah 5.500 siklus dalam uji ketahanan
Para peneliti di Tiongkok telah mengembangkan baterai bubur seng mengalir yang beroperasi terus menerus selama 5.128 jam, menawarkan pendekatan baru terhadap penyimpanan energi jangka panjang untuk sistem tenaga terbarukan. Baterai menggantikan elektroda seng konvensional dengan bubur nanopartikel seng yang tersuspensi dalam cairan konduktif. Dengan membiarkan bahan aktif bersirkulasi terus-menerus, desain ini mengatasi tantangan lama yang membatasi aliran baterai berbasis seng. Dikembangkan oleh para peneliti di Universitas Fudan dan Akademi Ilmu Pengetahuan China, baterai ini dirancang untuk menyimpan kelebihan listrik yang dihasilkan oleh panel surya dan turbin angin, kemudian melepaskannya ketika pembangkitan energi terbarukan menurun. Dalam uji laboratorium, sistem mencapai efisiensi Coulomb sebesar 99,94%. Baterai seng-mangan dioksida yang dibuat menggunakan arsitektur yang sama juga mempertahankan 81,1% dari kapasitas aslinya setelah 5.500 siklus pengisian-pengosongan, yang menunjukkan peningkatan daya tahan. Memikirkan kembali penyimpanan seng Baterai Flow biasanya menyimpan energi dengan memompa elektrolit cair melalui sel elektrokimia. Alih-alih mengandalkan elektroda seng padat, desain baru ini mengubah seng menjadi pembawa energi yang dapat mengalir. “Pekerjaan kami muncul dari minat lama kami dalam meningkatkan reversibilitas elektroda logam Zn melalui rekayasa elektrolit dan antarmuka,” kata penulis senior Fei Wang kepada Tech Xplore. “Saat berkunjung ke pabrik peleburan listrik Zn, saya terinspirasi oleh proses industri di mana Zn2+ diubah menjadi logam Zn dan menyadari bahwa proses perolehan elektron ini berpotensi digunakan secara langsung untuk penyimpanan energi.” Baterai ini menggabungkan partikel seng berskala nano dengan kerangka karbon berongga dan elektrolit yang dikontrol ligan. Bersama-sama, komponen-komponen ini membantu mencegah partikel seng menggumpal sekaligus menjaga kestabilan reaksi elektrokimia selama pengisian dan pengosongan berulang. Para peneliti mengatakan arsitektur yang mengalir memisahkan kapasitas penyimpanan energi dari penyaluran daya, sehingga memudahkan penskalaan baterai untuk aplikasi jangka panjang tanpa mendesain ulang sel elektrokimia. Dibuat untuk energi terbarukan Tidak seperti baterai seng konvensional yang mengandalkan elektroda stasioner, bubur terus bersirkulasi antara tangki penyimpanan dan sel baterai, sementara seng secara reversibel beralih antara bentuk logam dan ioniknya. “Keuntungan utama dari desain ini adalah mengubah Zn dari elektroda statis menjadi pembawa energi dinamis,” kata Wang. Menurut para peneliti, mengintegrasikan arsitektur aliran dengan kimia antarmuka yang dikontrol ligan mengatasi tantangan utama yang membatasi sistem bubur seng, termasuk agregasi partikel, reaksi tidak stabil, dan degradasi antarmuka. Tim percaya bahwa teknologi ini pada akhirnya dapat mendukung penyimpanan listrik skala besar yang dihasilkan oleh sumber-sumber terbarukan seperti pembangkit listrik tenaga surya dan angin. Meningkatkan volume slurry yang disimpan di tangki eksternal juga dapat meningkatkan kapasitas energi baterai tanpa mengubah sistem elektrokimia inti secara signifikan. “Penelitian kami di masa depan akan fokus pada penerjemahan konsep aliran lumpur Zn dari demonstrasi skala laboratorium ke sistem penyimpanan energi praktis jangka panjang,” kata Wang. Para peneliti juga berencana untuk mengoptimalkan kimia bubur, meningkatkan integrasi sistem, dan mengeksplorasi apakah pembawa energi logam serupa dapat dikembangkan di luar sistem berbasis seng. Studi ini dipublikasikan di jurnal Nature Energy.
Diterbitkan : 2026-07-17 23:53:00
sumber : interestingengineering.com
