Zakirin
Menggunakan Sinkrotron untuk Kajian Bateri Li-ion
Penyelidik kini berjaya mengkaji bateri lithium-ion tanpa perlu membongkarnya, dengan bantuan sinkrotron ultracerah. Teknologi ini memberikan pandangan mendalam tentang perubahan struktur bateri pada tahap mikroskopik, yang menjadi kunci kepada penemuan baharu dalam teknologi bateri.
Penemuan Bateri Lithium-Ion Tahan Lama
Bateri lithium-ion dengan elektrod kristal tunggal mampu bertahan lebih daripada 20,000 kitaran cas-nyahcas sebelum kapasiti jatuh ke paras 80 peratus. Ini adalah kemajuan luar biasa yang memberikan perspektif baharu kepada penggunaan bateri dalam kenderaan elektrik (EV). Berdasarkan kajian Universiti Dalhousie, jika bateri ini digunakan pada EV, ia boleh bertahan untuk perjalanan sejauh hampir lima juta batu (8 juta kilometer). Kajian ini menunjukkan potensi besar bateri ini untuk mengubah landskap teknologi EV, terutamanya dalam mengurangkan kos penyelenggaraan dan meningkatkan kebolehpercayaan.
Cabaran Industri EV dan Langkah Masa Hadapan
Amerika Syarikat telah menetapkan undang-undang bahawa bateri EV perlu mengekalkan kapasiti 80 peratus walaupun selepas lapan tahun penggunaan. Namun, para pakar percaya bahawa teknologi perlu maju lebih jauh sehingga bateri boleh bertahan lebih lama daripada jangka hayat kenderaan itu sendiri. Ini adalah cabaran besar tetapi juga peluang untuk inovasi dalam teknologi bateri. Jika teknologi ini diterapkan, bateri yang sudah tamat jangka hayatnya pada EV boleh digunakan semula untuk menyimpan tenaga dari loji kuasa angin dan solar. Langkah ini bukan sahaja menjimatkan kos tetapi juga menyokong agenda kemampanan.
Peranan Sinkrotron dalam Penyelidikan
Kajian oleh Universiti Dalhousie yang dibiayai oleh Tesla Canada dan Majlis Penyelidikan Sains dan Kejuruteraan Semula Jadi (NSERC) menggunakan sinkrotron di Canadian Light Source (CLS) untuk mengkaji dua jenis bateri lithium-ion. Satu menggunakan elektrod biasa, manakala satu lagi menggunakan elektrod kristal tunggal. Teknologi sinkrotron membolehkan penyelidik melihat struktur mikroskopik tanpa membongkar bateri, yang merupakan kelebihan besar untuk memahami degradasi bateri.
Perbezaan Antara Elektrod Biasa dan Kristal Tunggal
Bateri biasa mengalami kerosakan apabila atom bahan elektrod mengembang dan mengecut akibat pergerakan litium, menyebabkan retakan kecil yang akhirnya menghancurkan elektrod. Sebaliknya, bateri dengan elektrod kristal tunggal tidak menunjukkan kerosakan tersebut, bahkan selepas enam tahun penggunaan. Elektrod kristal tunggal ini menyerupai ketulan ais besar, yang lebih tahan terhadap tekanan dan regangan berbanding elektrod biasa yang terdiri daripada zarah kecil seperti kepingan salji.
Kajian ini sangat penting kerana ia menunjukkan bahawa elektrod kristal tunggal dapat menyelesaikan masalah utama dalam teknologi bateri, iaitu degradasi elektrod. Teknologi ini mungkin menjadi asas kepada generasi baharu bateri yang lebih tahan lama.
Impak kepada Industri dan Alam Sekitar
Penyelidik yakin bahawa dengan teknologi ini, bateri akan bertahan lebih lama daripada komponen lain dalam EV, menjadikannya bukan lagi faktor pembatas. Ini juga bermakna EV boleh digunakan lebih lama, yang memberikan impak positif terhadap jejak karbon. “Semakin lama kenderaan ini digunakan, semakin baik kesannya terhadap alam sekitar,” kata Toby Bond, saintis kanan di CLS.
Dengan bateri seperti ini yang kini sedang dihasilkan secara komersial, ia dijangka memasuki pasaran dalam beberapa tahun akan datang. Penemuan ini bukan sahaja memberikan harapan kepada industri automotif tetapi juga kepada usaha global untuk mengurangkan jejak karbon dan mencapai kemampanan jangka panjang.
Penemuan Penting dalam Kajian Bateri
Hasil kajian ini telah diterbitkan dalam Journal of The Electrochemical Society dan menjadi rujukan penting untuk penyelidik serta pengeluar bateri di seluruh dunia. Ini adalah satu langkah besar ke arah masa depan yang lebih hijau dan teknologi yang lebih tahan lama.
