Superkapasitor Revolusioner Menandingi Energi Baterai Sekaligus Memberikan Daya Unggul

Universitas Monash, Melbourne, Australia

Para insinyur telah merancang superkapasitor yang menawarkan kepadatan energi tinggi dan kepadatan daya tinggi dalam satu paket. (Gambar:Para peneliti)

Dalam sebuah penelitian yang dipublikasikan di Nature Communications , tim mengungkapkan jenis bahan berbasis karbon baru yang memungkinkan superkapasitor menyimpan energi sebanyak baterai timbal-asam tradisional, sekaligus menyalurkan daya jauh lebih cepat dibandingkan baterai konvensional.

Superkapasitor adalah perangkat penyimpanan energi baru yang menyimpan muatan secara elektrostatis, bukan melalui reaksi kimia seperti baterai. Hingga saat ini, kendala terbesarnya adalah hanya sebagian kecil dari luas permukaan bahan karbon – yang penting untuk menyimpan energi – yang dapat digunakan.

Profesor Mainak Majumder, Direktur ARC Research Hub for Advanced Manufacturing with 2D Materials (AM2D), yang berbasis di Departemen Teknik Mesin dan Dirgantara Monash, adalah anggota tim peneliti.

“Tim kami telah menunjukkan cara membuka lebih banyak area permukaan tersebut hanya dengan mengubah cara material tersebut diberi perlakuan panas,” kata Profesor Majumder. “Penemuan ini memungkinkan kami membuat superkapasitor pengisian cepat yang menyimpan cukup energi untuk menggantikan baterai di banyak aplikasi dan mengirimkannya jauh lebih cepat.”

Rahasianya terletak pada arsitektur material baru yang dikembangkan oleh tim, yang disebut multiskala tereduksi graphene oxide (M-rGO), yang disintesis dari grafit alami.

Dengan menggunakan proses anil termal yang cepat, para peneliti menciptakan struktur graphene yang sangat melengkung dengan jalur yang tepat bagi ion untuk bergerak dengan cepat dan efisien. Hasilnya adalah material yang menawarkan kepadatan energi dan kepadatan daya tinggi — kombinasi yang jarang dicapai dalam satu perangkat.

Petar Jovanović, peneliti di ARC AM2D Hub dan salah satu penulis studi tersebut, mengatakan ketika dirakit menjadi perangkat sel kantong, superkapasitor Monash menghasilkan kepadatan energi volumetrik hingga 99,5 Wh/L (dalam elektrolit cair ionik); kepadatan daya setinggi 69,2 kW/L; dan kemampuan pengisian daya cepat dengan stabilitas siklus yang sangat baik.

“Metrik kinerja ini termasuk yang terbaik yang pernah dilaporkan untuk superkapasitor berbasis karbon, dan yang terpenting, prosesnya dapat diskalakan dan kompatibel dengan bahan mentah Australia,” kata Jovanović.

Phillip Aitchison, CTO dari spinout Ionic Industries Monash University, dan salah satu penulis studi tersebut, mengatakan bahwa teknologi tersebut kini sedang dikomersialkan. “Ionic Industries didirikan untuk mengkomersialkan inovasi seperti ini dan kami sekarang memproduksi bahan graphene ini dalam jumlah komersial,” kata Aitchison. “Kami bekerja sama dengan mitra penyimpanan energi untuk membawa terobosan ini ke aplikasi yang berorientasi pasar — di mana penyaluran energi yang tinggi dan cepat sangatlah penting.”

Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Petar Jovanovic di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya..