Selenida mangan akan memiliki karakteristik yang menjanjikan sebagai bahan anoda untuk baterai lithium ion, jika saja tidak membengkak hampir 160% selama siklus pengisian-pengosongan, memecah elektroda.
Sekarang para peneliti dari Korea Maritime and Ocean University telah menemukan cara untuk menanamkan MnSe dalam matriks karbon nanosheet 3D di mana ekspansinya dapat dijinakkan.
“Kami fokus pada mangan selenide, senyawa logam transisi terjangkau yang dikenal dengan konduktivitas listriknya yang tinggi dan penerapannya dalam mengembangkan semikonduktor dan superkapasitor, sebagai kandidat yang mungkin untuk anoda baterai Li-ion canggih,” kata insinyur Jun Kang.
Mereka menggunakan rute sol-gel dan selenasi, yang digambarkan oleh tim sebagai "mudah" - ahli kimia berbicara untuk 'seperti jatuh dari batang kayu'.
Bahan anoda yang dihasilkan memiliki nanopartikel MnSe seragam yang ditambatkan dalam matriks karbon nanosheet (CNM) dan diberi nama 'MnSe 3DCNM'.
Selain menjinakkan pembengkakan, strukturnya memiliki luas permukaan yang tinggi dan keuntungan lain "mengarah ke reaksi litiasi - delitiasi penuh, kinetika elektrokimia yang sangat baik, dan ekspansi volume buffer nanopartikel MnSe", menurut makalah yang menjelaskan pekerjaan (lihat di bawah) .
Varian tertentu – MnSe 3DCNM-1.92 – sebagai elektroda tunggal, memiliki kapasitas reversibel yang stabil sebesar 665.5mAh/g setelah 200 siklus dan efisiensi coulombik berkelanjutan mendekati 100%.
Dikombinasikan dengan LiMn2O4 katoda dalam baterai penuh, “tim mengamati bahwa MnSe 3DCNM-1.92 terus menunjukkan sifat elektrokimia yang unggul, termasuk ion lithium dan kinetika transpor elektron yang unggul”, menurut universitas.
“Menggunakan perancah pengisi yang kondusif, kami telah mengembangkan anoda yang meningkatkan kinerja baterai sekaligus memungkinkan penyimpanan energi yang dapat dibalik,” kata Kang. “Strategi ini dapat berfungsi sebagai panduan untuk selenida logam transisi lainnya dengan luas permukaan tinggi dan struktur nano yang stabil, dengan aplikasi dalam sistem penyimpanan, elektrokatalisis, dan semikonduktor.”
Korea Maritime and Ocean University bekerja sama dengan Pusan National University.
Pekerjaan ini dijelaskan dalam 'Sintesis selenida mangan yang mudah ditambatkan dalam matriks nanosheet karbon tiga dimensi dengan sifat penyimpanan lithium yang ditingkatkan', yang diterbitkan dalam Jurnal Teknik Kimia.