Superatom, Bikin Baterai Lebih Efisien

0
34
Virginia – Peneliti di Virginia Commonwealth University , Virgina, Amerika, telah menemukan strategi baru untuk menciptakan superatom – kombinasi atom yang dapat meniru sifat-sifat lebih dari satu kelompok unsur tabel periodik.  Superatom ini dapat digunakan untuk membuat material baru, termasuk baterai yang lebih efisien untuk menyimpan energi terbarukan dan semikonduktor yang lebih baik, komponen inti dari mikrochip, transistor, dan perangkat yang paling terkomputerisasi.
Baterai dan semikonduktor bergantung pada pergerakan muatan dari satu kelompok atom ke atom lainnya.  Selama proses ini, elektron ditransfer dari atom donor ke atom akseptor. Membentuk superatom yang dapat memasok atau menerima beberapa elektron sambil mempertahankan stabilitas struktural.  Ini merupakan persyaratan utama untuk menciptakan baterai atau semikonduktor yang lebih baik.
Hal tersebut diungkapkan oleh Shiv Khanna, seorang  profesor Commonwealth dan ketua Departemen Fisika di College of Humanities and Sciences,  Amerika, seperti dikutip dari situs sciencedaily.com.  Kemampuan superatom untuk secara efektif memindahkan muatan sementara tetap utuh dikaitkan dengan bagaimana mereka meniru sifat-sifat beberapa kelompok elemen.
“Kami telah merancang pendekatan baru di mana seseorang dapat mensintesis superatom berbasis logam seperti itu,” kata Khanna.
Dalam makalah yang diterbitkan di Nature Communications, Khanna secara teoritis membuktikan metode membangun superatom yang dapat menghasilkan penciptaan materi energik yang lebih efektif.
“Semikonduktor digunakan di setiap bidang kehidupan dan superatom yang secara substansial dapat meningkatkan donasi elektron akan menjadi manfaat sosial yang signifikan,” katanya.
Saat ini, atom alkali yang membentuk kolom pertama dari tabel periodik, masih optimal untuk menyumbangkan elektron. Atom-atom yang terbentuk secara alami ini membutuhkan sejumlah energi yang rendah untuk menyumbangkan elektron. Namun, menyumbangkan lebih dari satu elektron membutuhkan energi yang sangat tinggi.
Bersama seorang profesr fisika bernama Arthur Reber dan Vikas Chauhan, yang merupakan seorang postdoctoral fellow di Departemen Fisika Amerika, telah menciptakan proses di mana kelompok atom dapat menyumbangkan atau menerima beberapa elektron menggunakan tingkat energi yang rendah.
Sementara superatom semacam itu sudah dibuat,  belum pernah ada teori pemandu untuk melakukannya secara efektif.  Khanna dan rekan-rekannya berteori bahwa ligan organik – molekul yang mengikat atom logam untuk melindungi dan menstabilkan mereka – dapat meningkatkan pertukaran elektron tanpa mengorbankan tingkat energi.
Mereka menganggap teori ini menggunakan kelompok klaster aluminium yang dicampur dengan boron, karbon, silikon dan fosfor, yang dipasangkan dengan ligan organik. Dengan menggunakan analisis komputasional, mereka menunjukkan kelompok itu akan menggunakan lebih sedikit energi untuk menyumbangkan elektron daripada francium, yakni donor elektron alkali alami terkuat.
“Kita bisa menggunakan ligan untuk mengambil sekelompok atom dan mengubahnya menjadi donor atau akseptor elektron.  Kita bisa membentuk donor elektron yang lebih kuat daripada elemen apa pun yang ditemukan di tabel periodik,” tutupnya. (Liy)
Article Bottom AD

LEAVE A REPLY