Tidak ingin baterai terbuat dari batu? Apakah kita berada dalam revolusi baru di bidang baterai yang dapat diisi ulang? Tentang semua ini hari ini.
Di seluruh dunia, telah lama terjadi perlombaan untuk mencapai efisiensi semaksimal mungkin dari apa yang disebut energi hijau. Sumber energi terbarukan yang tidak mengeluarkan gas rumah kaca ke atmosfer adalah masa depan peradaban kita yang tidak diragukan lagi. Ini bukan lagi hanya mimpi, tapi kebutuhan hari ini. Para ilmuwan semakin sering membunyikan alarm, mendesak kita untuk menghemat listrik dan mencoba menggunakan perangkat listrik seefisien mungkin.
Juga menarik: Tinjauan Motorola Edge 40: "yang terbaik untuk uang" yang sama
Sebagian besar perangkat menggunakan baterai atau baterai, dari pemutar Walkman lawas hingga smartphone atau mobil listrik terbaru, berbasis teknologi lithium-ion (Li-ion). Mereka telah digunakan selama bertahun-tahun di sebagian besar peralatan listrik dan perangkat teknologi, meskipun tidak terlalu hemat energi dan tahan lama. Selain itu, pembuangannya dari waktu ke waktu menjadi masalah nyata bagi situasi ekologis lingkungan kita.
Baterai lithium-ion ditempatkan hampir di mana-mana, karena murah dan memiliki performa tinggi. Karena biaya baterai ini telah turun secara signifikan selama dekade terakhir, mereka menjadi alternatif yang paling layak untuk penggunaan jangka panjang, hanya karena jumlahnya yang melimpah. Saat ini, baterai ini telah mencapai biaya rendah dan kepadatan energi yang meningkat bukan melalui terobosan teknologi, tetapi melalui optimalisasi teknik, alat, dan efisiensi manufaktur yang sederhana dan gigih.
Namun, dengan perkembangan metode dan teknologi baru produksi listrik, permintaan akan metode penyimpanannya yang efisien semakin meningkat. Dalam skala kecil, tidak ada masalah dengan ini - solusinya adalah berbagai jenis baterai dan akumulator, yang merupakan elemen realitas yang sejelas listrik itu sendiri.
Mereka digunakan untuk menyalakan ponsel, berbagai jenis penerangan, dulunya dibutuhkan untuk menggunakan senter atau pemutar musik, meskipun semua itu sekarang ada di smartphone kita. Tapi bagaimana Anda menyimpan energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan seluruh rumah tangga? Ternyata baterai juga bisa berguna dalam hal ini. Tentu saja, kita tidak berbicara tentang baterai dari jenis "jari" populer yang tersedia di toko, tetapi tentang perangkat yang benar-benar baru, yang merupakan pencapaian teknik yang menarik.
Penelitian telah berlangsung cukup lama untuk mengembangkan baterai baru yang dapat bersaing dengan baterai lithium-ion dalam hal performa, biaya, dan daya tahan.
Banyak dari teknologi baru ini tidak sepenuhnya baru. Intinya, mereka bekerja mirip dengan baterai lithium-ion, tetapi menggunakan bahan yang berbeda. Berikut adalah beberapa contoh paling menarik dari teknologi yang akan segera merevolusi bidang penyimpanan energi.
Baca juga: 7 Kegunaan ChatGPT Paling Keren
Jenis baterai ini, tidak seperti yang lain, tidak menggunakan elektrolit cair atau gel, melainkan bentuk padat. Elektrolit tersebut biasanya dalam bentuk keramik, kaca, polimer atau sulfit. Baterai solid-state lebih efisien karena menyediakan lebih banyak energi untuk dimensi yang sama dengan baterai lithium-ion. Mereka memiliki potensi besar, terutama di bidang penggerak kendaraan listrik.
Baterai solid-state memiliki potensi untuk memecahkan sebagian besar masalah yang disebutkan di atas dengan baterai lithium-ion saat ini. Sebuah baterai kaca solid-state dapat memiliki kerapatan energi tiga kali lipat dengan menggunakan anoda logam alkali (litium, natrium, atau kalium), yang meningkatkan kerapatan energi katoda dan memberikan masa pakai yang lama. Elektrolit padat dianggap tidak mudah terbakar atau setidaknya tahan terhadap penyalaan sendiri. Sifat baterai solid-state yang tidak mudah terbakar juga mengurangi risiko panas berlebih, memungkinkan sel dikemas lebih rapat, sehingga meningkatkan fleksibilitas desain dan kerapatan massal.
Harapan besar untuk baterai ini terkait dengan fakta bahwa baterai ini dapat bertahan lebih lama. Dan ini merupakan nilai tambah yang besar di dunia saat ini.
Namun, baterai solid-state saat ini berada pada tingkat kesiapan teknologi yang rendah, dan penelitian mendasar masih berlangsung, menyebabkan ketidakpastian dan kekhawatiran terkait biaya produksi yang tinggi dan skalabilitas. Tantangannya juga untuk memperkenalkan elektrolit padat ke dalam proses yang kompatibel dengan praktik manufaktur modern, yang seharusnya tidak memengaruhi daya tahan atau biaya produk akhir, dan, sebagai tambahan, menambah manfaat seperti kepadatan energi dan daya yang lebih baik, peningkatan keamanan, dan throughput yang lebih tinggi. .
Baca juga: Saya menguji dan mewawancarai chatbot Bing
Baterai lithium-sulfur (Li-S) (jangan bingung dengan "lithium-sulfur" - baterai abadi ini dipicu oleh perselisihan Ukraina) mulai dikembangkan dan diteliti sejak tahun 60-an abad lalu sebagai perangkat yang efektif untuk menyimpan energi menggunakan reaksi elektrokimia reversibel. Terlepas dari perkembangan pesat dan komersialisasi teknologi baterai lithium-ion (LIB), tidak ada terobosan yang dicapai untuk mengatasi tantangan teknis kritis yang dihadapi baterai lithium-ion dalam beberapa dekade mendatang. Oleh karena itu, pada tahun 2000-an, baterai Li-S mendapatkan kembali minat yang signifikan dari pengembang karena keunggulannya - biaya rendah dan energi spesifik teoretis yang tinggi. Indikator ini hampir 3 kali lebih tinggi dari karakteristik baterai lithium-ion saat ini. Biaya rendah dan kandungan belerang yang tinggi (yaitu bahan katoda aktif) membuat baterai lithium-sulfur lebih menarik daripada baterai lithium-ion, mengingat fakta bahwa baterai lithium-ion menggunakan bahan penting seperti kobalt dan nikel dalam produksi katoda.
Dan pada baterai lithium-sulfur, katoda, yang merupakan salah satu dari dua elektroda pada baterai, akan terbuat dari belerang. Unsur ini lebih seimbang daripada nikel dan kobalt tradisional. Baterai semacam itu lebih efisien daripada baterai lithium-ion. Ini jelas dapat menyebabkan jangkauan mobil yang lebih jauh di mana mereka akan digunakan. Kami dapat mengatakan bahwa keuntungan besar dari baterai ini adalah belerang merupakan bahan mentah yang murah dan tersebar luas. Pada saat yang sama, proses produksi baterai tersebut sangat mirip dengan yang digunakan untuk produksi baterai lithium-ion, yang berarti perangkat dan kapasitas produksi yang sama dapat digunakan untuk produksinya.
Keuntungan lain dari jenis baterai ini adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk pembuatannya lebih kecil, hampir 25%. Semua fitur ini dapat membuat produksi baterai lithium-sulfur menjadi sangat menguntungkan.
Perkembangan sudah berjalan lancar. Perusahaan Lyten telah mencapai kesuksesan yang sangat signifikan di bidang ini. Itu sudah memiliki seluruh platform baterai LytCell EV. Perusahaan mengatakan baterainya lebih murah dan lebih aman daripada baterai lithium-ion saat ini, dan dapat digunakan dalam kendaraan listrik produksi massal yang dibangun di AS pada pertengahan dekade ini.
Juga menarik: Google Bard AI: Semua yang perlu Anda ketahui
Baterai jenis ini bekerja atas dasar proses oksidasi besi menggunakan udara. Dalam proses pengisian ulang, zat teroksidasi diubah kembali menjadi besi dalam proses yang dikenal sebagai oksidasi balik. Baterai besi-udara diperkirakan akan tersebar luas dalam waktu dekat, terutama karena memungkinkan penyimpanan energi hampir 25 kali lebih lama daripada baterai lithium-ion.
Karena cadangan besi dan udara yang sangat besar, baterai semacam itu pasti harganya jauh lebih murah. Menurut perkiraan, harganya bisa lebih rendah dari baterai yang ada sekitar 10 kali lipat! Sayangnya, baterai semacam itu memiliki satu kekurangan yang signifikan - karena laju oksidasi besi yang lambat, pengisiannya bisa memakan waktu lama.
Start-up Form Energy, yang muncul atas dasar Massachusetts Institute of Technology (MIT) yang terkenal, berhasil mengembangkan baterai besi-udara. Bentuk Baterai energi, menurut pengembangnya, sepuluh kali lebih murah daripada lithium, dan mereka menggunakan besi yang melimpah di dunia. Pada saat yang sama, baterai besi-udara dapat bertahan lebih lama dari baterai lithium dan juga lebih aman karena tidak mudah terbakar.
Satu-satunya kelemahan yang terlihat saat ini adalah baterai ini lambat untuk diisi, menjadikannya pilihan yang kurang layak dibandingkan baterai lithium, misalnya untuk laptop atau smartphone. Di sisi lain, mereka adalah solusi yang sangat baik untuk penyimpanan energi di tingkat jaringan listrik nasional, karena mereka dapat menyediakan penyimpanan energi 100 jam, lebih lama dari baterai lithium, yang dapat bertahan hingga enam jam. Dengan cara ini, mereka dapat memfasilitasi integrasi taman surya berskala besar dan ladang angin.
Juga menarik: Fenomena Bluesky: layanan seperti apa dan untuk berapa lama?
Contoh lain yang menarik dari baterai jenis baru adalah baterai yang menyimpan panas, bukan listrik. Misalnya, perusahaan Israel Brenmiller Energy sedang berupaya menggunakan bahan alternatif, seperti batu, untuk menyimpan energi panas. Sejak 2012, Brenmiller Energy telah menggunakan batu pecah terlebih dahulu untuk pembangkitan dan kemudian untuk penyimpanan energi termal. Teknologi semacam itu, pada gilirannya, dapat digunakan untuk berbagai keperluan, misalnya dalam industri.
Menariknya, ide menggunakan batu pecah untuk penyimpanan energi bukanlah hal baru. NASA, yang memiliki banyak teknologi baru, telah menguji teknologi penyimpanan energi termal sejak tahun tujuh puluhan abad lalu. Berbeda dengan baterai konvensional, baterai yang diproduksi oleh perusahaan Israel tersebut menggunakan energi untuk menghasilkan uap, air panas, atau udara panas. Brenmiller Energy mengatakan pabriknya, bernama Tempo, akan mampu menyimpan energi hingga 35 MWh, menghasilkan hingga 14 ton uap per jam.
Ini sangat penting bagi ekonomi Israel, di mana hingga 45 persen dari semua emisi terkait energi berasal dari sektor pemanas industri. Proyek ini untuk menggantikan ketel uap yang menggunakan bahan bakar fosil tradisional.
Realitas baru membutuhkan solusi baru. Munculnya baterai jenis baru akan berkontribusi pada pengembangan teknologi di bidang penghematan energi. Mungkin dalam beberapa tahun, laptop atau smartphone Anda tidak perlu lagi diisi dayanya setiap hari, karena akan berfungsi selama sebulan, atau bahkan mungkin setahun, dengan sekali pengisian daya. Dan pada saat yang sama, baterai jenis baru tidak hanya menghemat energi, tetapi juga berkontribusi pada pelestarian lingkungan.
Juga menarik:
Tinggalkan Balasan