Courtesy of InterestingEngineering

Katalis Dual-Atom Besi-Kobalt Tingkatkan Performa Baterai Zinc-Air Murah dan Tahan Lama

Mengembangkan katalis atom ganda yang meningkatkan kinerja reaksi reduksi oksigen pada baterai zinc-air untuk menghasilkan baterai yang lebih efisien, tahan lama, dan ekonomis.

16 Mei 2025, 04.49 WIB

82 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Katalis dua-atom Fe₁Co₁-N-C dapat meningkatkan kinerja baterai zinc-air secara signifikan.
Penggunaan bahan yang lebih terjangkau seperti besi dan kobalt dapat membuat produksi baterai lebih efisien dan ekonomis.
Penelitian ini membuka jalan bagi pengembangan teknologi penyimpanan energi yang lebih baik untuk kendaraan listrik dan sistem energi terbarukan.

Sendai, Miyagi, Japan - Baterai zinc-air merupakan solusi energi yang lebih ringan dan aman dibanding baterai lithium-ion, tetapi kinerjanya selama ini terbatas oleh reaksi reduksi oksigen (ORR) yang lambat. Ini menyebabkan efisiensi menurun dan masa pakai baterai yang singkat.

Peneliti dari Tohoku University mempelopori penciptaan katalis atom ganda yang menggabungkan besi dan kobalt dalam struktur karbon berpori untuk mempercepat ORR. Pendekatan ini didukung oleh simulasi komputer yang mempertimbangkan pH baterai alkaline.

Katalis Fe₁Co₁-N-C ini ternyata lebih aktif daripada katalis platinum yang umum digunakan, menghasilkan baterai zinc-air dengan tegangan tinggi 1,51 volt dan kepadatan energi 1.079 Wh per kg zinc yang melebihi standar sebelumnya.

Selain performa dan efisiensi yang luar biasa, baterai ini juga menunjukkan ketahanan lama, mampu bertahan sampai 7.200 siklus pengisian dan tingginya arus listrik yang dapat ditanggung tanpa degradasi signifikan.

Penemuan ini tidak hanya menjanjikan penghematan biaya karena menggunakan bahan lebih murah dan mudah didapat seperti besi dan kobalt, tetapi juga membuka jalan bagi pengembangan baterai masa depan yang tahan lama, lebih aman, dan ramah lingkungan.

--------------------

Analisis Kami: Penemuan katalis dual-atom Fe-Co dalam sistem nitrogen-karbon adalah lompatan besar dalam pengembangan baterai zinc-air karena memecahkan hambatan utama ORR. Jika dapat dikomersialisasi secara efektif, teknologi ini dapat merevolusi industri penyimpanan energi dengan menawarkan alternatif yang lebih ramah lingkungan dan murah.

--------------------

Analisis Ahli:

John B. Goodenough: Menggunakan material tanah melimpah seperti besi dan kobalt untuk katalis bisa menjadi game changer dalam teknologi baterai, terutama jika performanya melampaui platinum yang sangat mahal.

Yi Cui: Pemodelan komputasi yang mengoptimalkan pH untuk katalis adalah pendekatan yang cerdas, membuka jalan untuk desain material baterai yang lebih efisien dan tahan lama.

--------------------

What's Next: Dengan peningkatan presisi katalis dan pemahaman yang lebih mendalam tentang situs aktif, baterai zinc-air berpotensi menggantikan lithium-ion dalam berbagai aplikasi energi berskala besar dan kendaraan listrik.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/dual-atom-innovation-keeps-zinc-air-batteries-alive-for-3600-hours

Pertanyaan Terkait

Apa itu baterai zinc-air?

Baterai zinc-air adalah jenis baterai yang menghasilkan listrik dengan menggabungkan oksigen dari udara dan logam zinc.

Bagaimana cara kerja baterai zinc-air?

Baterai zinc-air bekerja dengan reaksi antara oksigen dan zinc untuk menghasilkan energi, sehingga lebih ringan dan lebih aman dibandingkan baterai lithium-ion.

Apa yang menjadi tantangan utama dalam penggunaan baterai zinc-air?

Tantangan utama dalam penggunaan baterai zinc-air adalah reaksi reduksi oksigen yang lambat, yang mengurangi efisiensi dan umur baterai.

Siapa yang memimpin penelitian tentang katalis dua-atom?

Penelitian tentang katalis dua-atom dipimpin oleh Di Zhang dari Tohoku University.

Apa keunggulan dari katalis Fe₁Co₁-N-C dibandingkan dengan katalis platinum?

Katalis Fe₁Co₁-N-C menunjukkan aktivitas reaksi reduksi oksigen yang jauh lebih baik dibandingkan dengan katalis platinum, dengan kinerja yang signifikan dalam baterai zinc-air.