Baterai sekunder, seperti baterai litium ion, perlu diisi ulang setelah energi yang tersimpan habis.Dalam upaya mengurangi ketergantungan kita pada bahan bakar fosil, para ilmuwan telah mencari cara berkelanjutan untuk mengisi ulang baterai sekunder.Baru-baru ini, Amar Kumar (mahasiswa pascasarjana di laboratorium TN Narayanan di TIFR Hyderabad) dan rekan-rekannya telah merakit baterai lithium ion kompak dengan bahan fotosensitif yang dapat langsung diisi ulang dengan energi matahari.
Upaya awal untuk menyalurkan energi matahari untuk mengisi ulang baterai menggunakan penggunaan sel fotovoltaik dan baterai sebagai entitas terpisah.Energi matahari diubah oleh sel fotovoltaik menjadi energi listrik yang kemudian disimpan sebagai energi kimia dalam baterai.Energi yang tersimpan dalam baterai ini kemudian digunakan untuk memberi daya pada perangkat elektronik.Pengalihan energi dari satu komponen ke komponen lainnya, misalnya, dari sel fotovoltaik ke baterai, menyebabkan hilangnya energi.Untuk mencegah hilangnya energi, terjadi pergeseran ke arah eksplorasi penggunaan komponen fotosensitif di dalam baterai itu sendiri.Ada kemajuan besar dalam mengintegrasikan komponen fotosensitif dalam baterai yang menghasilkan pembentukan baterai surya yang lebih kompak.
Meskipun desainnya ditingkatkan, baterai surya yang ada masih memiliki beberapa kelemahan.Beberapa kelemahan yang terkait dengan berbagai jenis baterai surya meliputi: penurunan kemampuan untuk memanfaatkan energi matahari yang cukup, penggunaan elektrolit organik yang dapat menimbulkan korosi pada komponen organik fotosensitif di dalam baterai, dan pembentukan produk samping yang menghambat kinerja berkelanjutan baterai. jangka panjang.
Dalam studi ini, Amar Kumar memutuskan untuk mengeksplorasi bahan fotosensitif baru yang juga dapat menggabungkan litium dan membuat baterai surya yang anti bocor dan beroperasi secara efisien dalam kondisi sekitar.Baterai surya yang memiliki dua elektroda biasanya menyertakan pewarna fotosensitif di salah satu elektroda yang secara fisik dicampur dengan komponen penstabil yang membantu menggerakkan aliran elektron melalui baterai.Elektroda yang merupakan campuran fisik dua bahan memiliki keterbatasan dalam penggunaan luas permukaan elektroda secara optimal.Untuk menghindari hal ini, peneliti dari kelompok TN Narayanan menciptakan heterostruktur fotosensitif MoS2 (molibdenum disulfida) dan MoOx (molibdenum oksida) untuk berfungsi sebagai elektroda tunggal.Karena struktur heterostrukturnya adalah MoS2 dan MoOx digabungkan melalui teknik pengendapan uap kimia, elektroda ini memungkinkan lebih banyak area permukaan untuk menyerap energi matahari.Ketika sinar cahaya mengenai elektroda, MoS2 fotosensitif menghasilkan elektron dan secara bersamaan menciptakan kekosongan yang disebut lubang.MoOx memisahkan elektron dan lubang, dan mentransfer elektron ke sirkuit baterai.
Baterai surya ini, yang dirakit seluruhnya dari awal, ternyata dapat beroperasi dengan baik saat terkena simulasi cahaya matahari.Komposisi elektroda heterostruktur yang digunakan dalam baterai ini telah dipelajari secara ekstensif dengan mikroskop elektron transmisi juga.Para penulis penelitian ini saat ini berupaya untuk mengungkap mekanisme di mana MoS2 dan MoOx bekerja bersama-sama dengan anoda litium yang menghasilkan pembangkitan arus.Meskipun baterai surya ini mencapai interaksi yang lebih tinggi antara bahan fotosensitif dengan cahaya, baterai ini belum mencapai tingkat arus optimal untuk mengisi ulang baterai lithium ion hingga penuh.Dengan tujuan ini, laboratorium TN Narayanan sedang mengeksplorasi bagaimana elektroda heterostruktur dapat membuka jalan untuk mengatasi tantangan baterai surya saat ini.
Waktu posting: 11 Mei-2022