Elektrolit Mesra Alam daripada Polimer Semulajadi

Oleh : Noor Azniza Binti Mohd Noor

Pusat Pengajian Sains Asas, Universiti Malaysia Terengganu, 21030 Kuala Nerus, Terengganu, Malaysia.

Nota : [Berikut merupakan ringkasan jurnal Prof. Madya Dr. Mohd Ikmar Nizam Bin Mohamad Isa dan penulis sendiri berjudul ‘Ionic conduction mechanism of solid biodegradable polymer electrolytes based carboxymethyl cellulose doped ammonium thiocyanate’ yang diterbitkan dalam Applied Mechanics and Materials pada tahun 2015.

Bateri merupakan komponen penting dalam peralatan elektrik dan elektronik yang berfungsi membekalkan sumber tenaga elektrik. Tenaga elektrik ini terhasil daripada tindak balas kimia di dalam bateri. Bateri terdiri daripada tiga komponen utama iaitu anod, katod dan elektrolit. Elektrolit merupakan salah satu komponen yang paling penting dalam membangunkan bateri yang berprestasi tinggi. Namun begitu, bahan yang digunakan untuk penghasilannya mengandungi bahan kimia berbahaya yang boleh memudaratkan kesihatan manusia dan juga mencemarkan alam sekitar. Kos bahan kimia yang digunakan juga adalah tinggi menyebabkan harga bateri di pasaran adalah mahal. Selain itu, bateri di pasaran menggunakan elektrolit cecair yang mempunyai banyak masalah diantaranya ialah kebocoran, pengaratan, mudah meletup dan berat. Masalah sedemikian telah menarik minat penyelidik untuk menerokai bidang kajian mengenai elektrolit polimer menggunakan bahan semulajadi bagi menghasilkan bateri berprestasi tinggi yang bersifat mesra alam, selamat digunakan dan lebih murah.

Elektrolit polimer telah diperkenalkan oleh P.V. Wright dan rakan-rakan penyelidikannya pada tahun 1975. Hasil daripada kajian mereka melaporkan polimer sintetik iaitu poli(etilena oksida) didop dengan sodium tiosianat menghasilkan konduktiviti sebanyak ~10^-5 Scm^-1. Elektrolit polimer juga didapati mempunyai banyak kelebihan seperti berbentuk fleksibel, sifat mekanikal yang stabil, tidak bocor dan yang paling penting sangat mudah untuk disediakan. Polimer boleh dibahagikan kepada dua jenis iaitu polimer sintetik dan juga polimer semulajadi. Polimer sintetik yang sering digunakan untuk penghasilan elekrolit polimer adalah menggunakan bahan berasaskan petroleum seperti poli(etilena oksida), poli(vinil alkohol) dan poli(vinil klorida). Namun begitu, polimer sintetik ini mengambil masa yang lama untuk terurai, kos yang mahal dan juga tidak larut dalam air. Maka, penyelidik pada masa kini mengkaji polimer semulajadi seperti selulosa, kitosan, kanji dan gelatin sebagai bahan elektrolit polimer kerana polimer semulajadi ini senang didapati dan bersifat mesra alam.

Elektrolit polimer pepejal menggunakan bahan polimer semulajadi iaitu karboksimetil selulosa telah dihasilkan dalam kajian ini. Karboksimetil selulosa ini digunakan berdasarkan sifat keunikannya seperti bahan ini terdapat banyak di alam sekitar iaitu daripada sisa tumbuhan seperti daun-daun kering, ranting pokok dan hampas tebu, kos yang rendah, mudah terurai, mudah larut dalam air dan selamat digunakan. Salah satu kriteria penting untuk diaplikasi sebagai elektrolit dalam bateri adalah mempunyai kekonduksian yang tinggi. Pada dasarnya, polimer merupakan bahan yang tidak mengalirkan arus elektrik iaitu bersifat penebat. Oleh itu, karboksimetil selulosa didop dengan amonium tiosianat sebagai pembawa cas dan didapati menghasilkan konduktiviti yang tinggi. Penemuan ini menunjukkan elektrolit pepejal polimer berasaskan karboksimetil selulosa didop dengan amonium tiosianat ini berpotensi untuk diaplikasikan sebagai elektrolit dalam penghasilan bateri berpestrasi tinggi yang bersifat mesra alam dan murah [1].

Rujukan

[1] M.I.N. Isa, N.A.M. Noor, Ionic conduction mechanism of solid biodegradable polymer electrolytes based carboxymethyl cellulose doped ammonium thiocyanate, in: Applied Mechanics and Materials, 2015, Vols. 719-720, pp. 114-118.

Kredit Foto : www.asianscientist.com