Baterai solid-state.. Teknologi yang telah lama ditunggu-tunggu yang dapat mengubah dunia

Bayangkan ada teknologi yang kami temukan berabad-abad yang lalu dan miliaran dolar dihabiskan untuk penelitian untuk memanfaatkannya tetapi belum… Kami hanya bergerak beberapa langkah menuju mengendalikannya. Ini adalah baterai, Tuan-tuan, yang dapat mengubah cara kita menggunakan perangkat yang berbeda, dari peralatan listrik, mainan, dan laptop, hingga perangkat medis dan pesawat ruang angkasa. Tetapi situasi ini dapat berubah di tahun-tahun mendatang, dan penelitian terbaru dapat dianggap sebagai teknologi revolusioner yang telah lama ditunggu-tunggu, dan ketika menyebar, dunia dapat berubah menjadi lebih baik dan yang lebih penting, itu akan menyapih kita dari bahan bakar fosil yang menghancurkan kita. dunia.

baterai

Baterai adalah perangkat yang mampu menyimpan energi kimia dan mengubahnya menjadi energi listrik melalui pelepasan, dan terdiri dari empat bagian utama: katoda, terhubung ke terminal positif, anoda, terhubung ke terminal negatif, zat yang mengandung ion bebas yang membentuk medium yang menghantarkan listrik (elektrolit), dan separator atau isolator.

Katoda dan anoda merupakan elektroda, dan agar terjadi arus listrik maka elektron harus berpindah dari elektroda satu ke elektroda lainnya, dalam hal ini elektron dilewatkan dari elektroda negatif ke elektroda positif. dua elektroda, kemudian, adalah untuk menghasilkan arus listrik, memungkinkan elektrolit Dengan mengalirkan ion positif antara elektroda dan menyeimbangkan aliran elektron, pemisah menjauhkan elektroda dan mencegah kontak listrik atau masalah yang mungkin terjadi di sirkuit.

baterai solid state

Ada satu perbedaan penting antara baterai liquid-state seperti baterai lithium yang saat ini kami gunakan di sebagian besar perangkat kami dan baterai solid-state yang saat ini sedang dikembangkan secara intensif, yaitu (zat yang mengandung ion bebas dan merupakan penghantar listrik media) di mana baterai cair mengandung elektrolit cair, dan memungkinkan Beberapa senyawa dalam elektrolit cair menumbuhkan kristal yang dikenal sebagai dendrit, dan pengisian yang berlebihan dapat menyebabkan kristal terakumulasi pada anoda dan kemudian menghubungi katoda, yang akibatnya menyebabkan ledakan berbahaya, tidak seperti padatan- keadaan baterai yang saat ini kami gunakan, yang mencakup elektrolit tipe padat, yang mencegah pertumbuhan dendrit berbahaya ini karena baterai padat memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi, bahaya kebakaran dan ledakan yang lebih rendah, memakan lebih sedikit ruang dan mampu beroperasi pada suhu yang berbeda tanpa masalah apapun.

Pengembangan teknologi baterai yang solid

Sebagian besar perusahaan mobil berusaha untuk beralih ke mobil listrik, dan mereka adalah penerima manfaat terbesar dari pengembangan teknologi baterai padat. Baterai dianggap sebagai titik lemah mobil listrik karena membuat jangkauan operasionalnya pendek dibandingkan dengan mobil tradisional, yang memiliki jangkauan itu berkali-kali lipat yang dapat dicapai mobil listrik, dan jangkauan rata-rata mobil listrik adalah dari 250 hingga 300 mil (402 hingga 483 km) dengan muatan penuh dan pengisian penuh kendaraan membutuhkan waktu antara 17 hingga 450 jam tergantung pada apakah kendaraan sedang diisi di stasiun atau menggunakan outlet di rumah, namun popularitas kendaraan listrik diperkirakan akan terus tumbuh hingga akhirnya mendominasi.Di sektor otomotif tetapi untuk mendominasi pasar, mobil listrik perlu memperluas jangkauannya hingga di minimal 724 mil (XNUMX km) dan tetap terjangkau oleh konsumen.

Itu sebabnya Volkswagen, Ford, BMW, Hyundai, Toyota dan bahkan pendiri Microsoft Bill Gates telah menginvestasikan miliaran dolar dalam penelitian untuk mengembangkan baterai padat, dan perusahaan yang didukung Bill Gates yang dikenal sebagai QuantumScape memproduksi baterai padat dengan lapisan keramik yang mampu beroperasi pada berbagai suhu, sementara Toyota bermaksud untuk meluncurkan jumlah terbatas mobil dengan baterai solid-state pada tahun 2025.

Baterai solid state seukuran sebutir beras

Selain itu, fisikawan pemenang Hadiah Nobel dan penemu baterai lithium dan memori yang digunakan di komputer, “John BaikSebuah paten untuk baterai kaca-keramik padat yang stabil, tidak mudah terbakar, memberikan pengisian lebih cepat dan dapat menyimpan energi tiga kali lebih banyak daripada baterai lithium-ion yang diketahui.Hal ini dicapai dengan menambahkan natrium atau lithium untuk membentuk elektroda dalam baterai dan yang paling penting, harganya terjangkau dan dapat bertahan lebih lama Ia memiliki 2000 siklus pengisian dan pengosongan dan beroperasi dalam kisaran suhu antara -4°F dan 140°F (-20°C dan 60°C).

Samsung bekerja dengan baterai solid

 Jika kita melihat perkembangan itu Dicapai oleh Samsung Di bidang baterai solid-state, kami yakin mereka mampu mengembangkan baterai yang dapat diisi dan dikosongkan lebih dari 1000 kali dengan jangkauan 500 mil (805 km) per pengisian daya, dengan masa pakai 500000 mil, sambil mampu beroperasi secara efisien dalam suhu ekstrim.

Akhirnya, perusahaan-perusahaan besar bekerja sama di bidang penelitian dan pengembangan sehingga baterai solid-state berada dalam jangkauan kita, dan kita mungkin melihatnya dalam beberapa tahun dari sekarang tetapi ketika itu muncul, itu akan merevolusi segalanya karena tidak hanya dapat diandalkan dalam mobil listrik, tetapi akan dalam segala hal mulai dari perangkat medis, smartphone, dan bahkan pesawat ruang angkasa.

Sumber:

medium