Pada pandangan pertama, montmorilonit (MMT) tampak seperti "tanah". Faktanya, ia adalah mineral energi baru yang "tak terlihat". Nilainya sedang ditemukan dan dikembangkan.
Montmorillonit adalah mineral silikat berlapis. Dalam strukturnya, atom aluminium bervalensi tinggi dalam oktahedra mudah tersubstitusi oleh atom bervalensi rendah. Substitusi ini memberikan muatan negatif pada lapisan-lapisan tersebut. Untuk menstabilkan strukturnya, MMT menyerap kation-kation di sekitarnya seperti Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Al³⁺, dan K⁺. Fitur unik ini memberikan montmorillonit kapasitas adsorpsi dan pertukaran kation yang kuat. Sifat-sifat struktural ini memberikan potensi besar dalam aplikasi energi baru.
Bahan Baterai Litium
Elektrolit Padat
Penelitian menunjukkan MMT sebagai pengisi anorganik dapat secara signifikan meningkatkan konduktivitas ionik dan kekuatan mekanis elektrolit polimer padat (SPE).
Lapisan SEI Buatan
MMT yang dimodifikasi Li (Li-MMT) Meningkatkan sifat mekanis film antarmuka elektrolit padat (SEI) buatan. Ini menyediakan saluran transpor Li⁺ yang cepat dan menghambat pertumbuhan dendrit litium. Baterai Li-LiFePO₄ penuh dengan lapisan SEI Li-MMT memberikan kinerja laju yang sangat baik. Setelah 400 siklus pada suhu 1°C, baterai tersebut masih mempertahankan kapasitas 90,6%.
Optimasi Pemisah
Karena adsorpsi yang kuat, Li-MMT digunakan dalam modifikasi separator. Dibandingkan dengan separator PE komersial, Li-MMT meningkatkan distribusi Li⁺ pada antarmuka elektroda-elektrolit. Hal ini mengurangi deposisi Li selektif, menurunkan kerapatan arus lokal, dan menghambat pertumbuhan dendrit.
Optimasi Elektrolit Cair
Pada baterai litium-logam, MMT menunjukkan afinitas yang lebih kuat terhadap litium dibandingkan elektrolit berbasis PEO. Potensial zeta-nya mencapai +26 mV. Hal ini memperkaya ion litium di dekat permukaan MMT. Selama adsorpsi dan desorpsi Li, overpotensial sedikit meningkat hingga –57,7 mV. Hal ini mengarahkan deposisi Li⁺ ke kolektor arus tembaga.
Bahan Pembawa
Para peneliti menyiapkan komposit MMT/karbon nanotube (NMCNT) yang didoping N melalui sintesis hidrotermal. Digunakan sebagai inang sulfur dalam baterai Li–S, komposit ini menekan efek shuttle. Doping nitrogen meningkatkan adsorpsi polisulfida, mengurangi kehilangan kapasitas, dan meningkatkan stabilitas siklus.
Superkapasitor
Bahan Template
Mineral alam seperti palygorskite, montmorillonite, halloysite, dan diatomite digunakan sebagai cetakan untuk mensintesis karbon berpori atau polimer konduktif dengan morfologi spesifik.
Pembawa Elektroda
MMT dapat mendukung material aktif. Hal ini meningkatkan kapasitansi, kontrol morfologi, dan stabilitas siklus.
Bahan Penyimpanan Metana
Teknologi gas alam teradsorpsi (ANG) semakin diminati. Teknologi ini menawarkan biaya rendah, keamanan, dan kenyamanan dibandingkan dengan gas alam terkompresi atau cair. Penelitian menunjukkan mineral lempung berkontribusi positif terhadap pembentukan gas serpih dan dapat menyimpan metana secara efektif.
Bahan Fotokatalitik dan Elektrokatalitik
Elektrokatalisis mempercepat transfer muatan pada antarmuka elektroda-elektrolit. Elektrokatalisis banyak digunakan dalam evolusi hidrogen, evolusi oksigen, dan denitrifikasi. Montmorillonit dan lempung lainnya berfungsi sebagai pembawa katalis. Mereka mencegah penggumpalan partikel, meningkatkan stabilitas sensitizer, dan meningkatkan selektivitas reaksi.
Bahan Penyimpanan Energi Perubahan Fase
Material pengubah fase (PCM) menyerap atau melepaskan panas selama transisi fase. Mineral alami memainkan peran penting dalam sistem PCM. Di satu sisi, mineral itu sendiri dapat bertindak sebagai PCM anorganik ketika diproses dengan agen nukleasi dan pengental. Di sisi lain, struktur berpori mereka merupakan pembawa yang sangat baik untuk penyimpanan PCM.
Bubuk Epik
Montmorillonit lebih dari sekadar mineral; ia merupakan fasilitator serbaguna untuk sistem energi masa depan. Dari baterai litium hingga superkapasitor, penyimpanan metana, katalisis, dan material pengubah fase, struktur berlapisnya memberikan stabilitas, pertukaran ion, dan kinerja multifungsi. Untuk memaksimalkan potensinya, penggilingan ultra-halus dan modifikasi permukaan sangat penting. Epic Powder, dengan peralatan penggilingan canggih dan keahlian pemrosesan bubuk selama lebih dari 20 tahun, menawarkan solusi khusus untuk menghasilkan bubuk montmorillonit ultra-halus dengan kemurnian tinggi. Solusi ini memberdayakan produsen material energi untuk mencapai efisiensi, stabilitas, dan kinerja yang lebih tinggi.
