*Apa itu elektrolit ion hidrida negatif (negative hydride ion electrolyte)?
Elektrolit ion hidrogen negatif mengacu pada larutan elektrolit yang mengandung ion hidrogen negatif (H-) Â juga dikenal sebagai ion hidrida, yang terbentuk ketika atom hidrogen netral memperoleh elektron tambahan.
Meskipun istilah "elektrolit" biasanya menggambarkan zat yang menghasilkan ion dalam larutan untuk menghantarkan listrik, konteks utama ion hidrogen negatif adalah dalam aplikasi khusus, seperti pada Injektor Berkas Netral (NBIs/ Neutral Beam Injectors) berdaya tinggi untuk penelitian fusi, di mana ion tersebut dipercepat hingga berenergi tinggi sebelum diubah menjadi berkas netral.
Bagaimana Ion Hidrida Negatif (H-) terbentuk? Sebuah atom hidrogen netral terdiri dari satu proton dan satu elektron. Ketika atom hidrogen menangkap elektron kedua, ion yang dihasilkan memiliki satu proton dan dua elektron, sehingga menghasilkan muatan negatif bersih. Proses ini dapat terjadi dalam volume plasma melalui reaksi dengan molekul hidrogen yang tereksitasi atau pada permukaan.
Hidrogen merupakan komponen krusial dalam sistem energi bersih masa depan dan biasanya terdapat dalam tiga bentuk: ion hidrogen, atom hidrogen, dan anion hidrogen. Anion hidrogen, dengan reaktivitas dan kerapatan elektronnya yang tinggi, merupakan pembawa energi yang menjanjikan. Serupa dengan baterai litium-ion yang saat ini banyak digunakan, baterai anion hidrogen juga mengalami pengisian dan pengosongan muatan melalui pergerakan ion antara elektroda positif dan negatif, hanya saja "pengangkut"-nya adalah ion hidrogen, bukan ion litium.
"Namun, karena belum ada material elektrolit yang dapat menggabungkan konduktivitas ionik tinggi, stabilitas termal dan elektrokimia tinggi, serta tingkat kesesuaian yang tinggi dengan elektroda, baterai ion negatif hidrida masih dalam tahap konseptual," ujar Chen Ping, penulis korespondensi makalah tersebut dan peneliti di Institut Fisika Kimia Dalian, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, kepada para wartawan.
Dalam studi ini, tim peneliti menggunakan desain inovatif dan strategi "struktur inti-cakang/core-shell structure" untuk membungkus serium trihidrida dengan barium hidrida, menciptakan elektrolit hidrida dengan konduktivitas hidrida tinggi, konduktivitas elektronik rendah, dan stabilitas tinggi. Berdasarkan material ini, tim berhasil merakit prototipe baterai hidrida.
Data eksperimen menunjukkan bahwa elektroda positif baterai mencapai kapasitas pengosongan awal sebesar 984 mAh/g, dan mempertahankan kapasitas sebesar 402 mAh/g setelah 20 siklus pengisian-pengosongan. Tim selanjutnya membangun baterai bertumpuk, meningkatkan tegangan menjadi 1,9 volt dan berhasil menyalakan LED, menunjukkan kelayakan baterai hidrida-ion untuk memberi daya pada perangkat elektronik.
Chen Ping menyatakan bahwa baterai hidrida-ion adalah teknologi baru.
Chen Ping menyatakan bahwa baterai ion hidrida merupakan teknologi penyimpanan energi baru yang berpotensi memainkan peran penting dalam penyimpanan energi skala besar, penyimpanan hidrogen, sumber daya bergerak, dan bidang lainnya.
Ke depannya, tim akan berfokus pada pengembangan material inti untuk baterai ion hidrida dan mengoptimalkan kinerjanya, secara aktif memperluas skenario aplikasinya, serta memberikan dukungan teknis yang kuat bagi pengembangan energi hijau di Tiongkok.
