Baterai sekunder, seperti baterai lithium ion, perlu diisi ulang setelah energi yang tersimpan habis.Dalam upaya untuk mengurangi ketergantungan kita pada bahan bakar fosil, para ilmuwan telah mengeksplorasi cara-cara berkelanjutan untuk mengisi ulang baterai sekunder.Baru-baru ini, Amar Kumar (mahasiswa pascasarjana di lab 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 yang terpisah.Energi matahari diubah oleh sel fotovoltaik menjadi energi listrik yang akibatnya disimpan sebagai energi kimia dalam baterai.Energi yang tersimpan dalam baterai ini kemudian digunakan untuk menyalakan perangkat elektronik.Relai energi ini dari satu komponen ke komponen lainnya, misalnya, dari sel fotovoltaik ke baterai, menyebabkan beberapa kehilangan energi.Untuk mencegah hilangnya energi, ada pergeseran ke arah eksplorasi penggunaan komponen fotosensitif di dalam baterai itu sendiri.Ada kemajuan substansial dalam mengintegrasikan komponen fotosensitif dalam baterai yang menghasilkan pembentukan baterai surya yang lebih kompak.
Meskipun ditingkatkan dalam desain, baterai surya yang ada masih memiliki beberapa kekurangan.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 baterai yang berkelanjutan di dalam baterai. jangka panjang.
Dalam studi ini, Amar Kumar memutuskan untuk mengeksplorasi bahan fotosensitif baru yang juga dapat menggabungkan lithium dan membangun 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 mendorong aliran elektron melalui baterai.Elektroda yang merupakan campuran fisik dari dua bahan memiliki keterbatasan dalam penggunaan luas permukaan elektroda yang optimal.Untuk menghindari hal ini, peneliti dari kelompok TN Narayanan membuat heterostruktur fotosensitif MoS2 (molibdenum disulfida) dan MoOx (molibdenum oksida) berfungsi sebagai elektroda tunggal.Menjadi heterostruktur di mana MoS2 dan MoOx telah menyatu bersama dengan teknik deposisi 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 lengkap 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.Penulis penelitian saat ini bekerja untuk menggali mekanisme di mana MoS2 dan MoOx bekerja bersama-sama dengan anoda lithium yang menghasilkan pembangkitan arus.Sementara baterai surya ini mencapai interaksi bahan fotosensitif yang lebih tinggi dengan cahaya, baterai ini belum mencapai tingkat pembangkitan arus yang optimal untuk mengisi penuh baterai lithium ion.Dengan tujuan ini, laboratorium TN Narayanan sedang mengeksplorasi bagaimana elektroda heterostruktur semacam itu dapat membuka jalan untuk mengatasi tantangan baterai surya saat ini.
Waktu posting: 11 Mei-2022