Baterai lithium-ion menonjol sebagai salah satu teknologi baterai isi ulang yang paling umum di era sekarang. Di dalam baterai ini, litium-kobalt oksida (LiCoO2) banyak digunakan sebagai bahan elektroda positif atau katoda (konduktor yang dilalui arus listrik masuk atau keluar suatu zat). Katoda memainkan peran penting dalam baterai lithium-ion dan memengaruhi kapasitas, kinerja pada banyak siklus pengisian-pengosongan, dan kemampuan mengelola panas.
Salah satu masalah besar yang menyebabkan kerusakan pada baterai ini adalah pembentukan hidrogen melalui pemisahan air. Oleh karena itu, dapatkan wawasan tentang bagaimana hidrogen terbentuk dan dihilangkan dalam LiCoO2 dapat sangat meningkatkan efisiensi dan fungsi baterai lithium-ion solid-state. Selain itu, pengetahuan ini dapat mengarah pada cara-cara baru untuk mendaur ulang baterai lithium-ion bekas untuk digunakan sebagai penyimpanan dan produksi hidrogen melalui proses pemisahan air pada suhu kamar.
Sekarang, dalam sebuah penelitian terbaru yang diterbitkan di Jurnal Internasional Energi Hidrogendipimpin oleh Profesor Bun Tsuchiya dari Departemen Pendidikan Umum Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Meijo, tim peneliti telah melakukan penyelidikan menyeluruh terhadap penyerapan dan kehilangan hidrogen dalam LiCoO2 bahan katoda direndam dalam air pada suhu kamar.
Menurut Prof. Tsuchiya, “Motivasi saya adalah mencapai produksi hidrogen (H2) melalui air (H2o) pemisahan pada suhu kamar menggunakan bahan keramik oksida tertentu. Biasanya, H dipisahkan dari H2O sekitar 2000 K. Namun, energi ini terlalu besar untuk H efektif2 produksi bahan bakar dan untuk memecahkan masalah lingkungan saat ini, seperti emisi karbon dioksida jangka panjang.”
Penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi bagaimana LiCoO2 bahan menyimpan dan melepaskan hidrogen dan mengidentifikasi lokasi paling stabil dalam LiCoO2 struktur untuk memerangkap hidrogen. Hal ini dilakukan dengan menggunakan berbagai teknik analisis, termasuk metode pertambahan berat badan dan deteksi rekoil elastis. Mereka mengungkapkan bahwa konsentrasi hidrogen meningkat setelah bahan direndam dalam air selama dua menit pada suhu tertentu. Selain itu, kromatografi gas digunakan untuk menganalisis pelepasan gas hidrogen dan menentukan suhu terjadinya disosiasi, yang ternyata berada di bawah 523 K. Penelitian ini juga melibatkan perhitungan “teori fungsi kerapatan”, yang menunjukkan bahwa atom hidrogen terpisah dari air. cenderung lebih memilih lokasi litium dibandingkan lokasi lain dalam struktur kristal LiCoO2.
Secara keseluruhan, hasilnya menunjukkan bahwa LiCoO2 memiliki peran penting dalam penyimpanan hidrogen pada suhu kamar melalui proses pemisahan air untuk menghasilkan gas hidrogen. “Jika memungkinkan untuk membuat H2 dari H yang tiada habisnya2Oh, di bumi dengan masukan energi yang rendah, saya pikir kita berpotensi membangun masyarakat berbasis hidrogen di masa depan,” membayangkan Prof. Tsuchiya.
Singkatnya, para peneliti telah menyelidiki penyimpanan dan pelepasan hidrogen dalam LiCoO2bahan katoda untuk baterai lithium-ion. Dengan memberikan wawasan mengenai proses yang mengarah pada degradasi teknologi yang banyak digunakan ini, penelitian ini membuka jalan bagi pengembangan baterai yang lebih efisien serta produksi hidrogen berenergi rendah melalui pemisahan air, sebuah teknologi penyimpanan energi yang ramah lingkungan.