• (021) 75791324
  • This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Teknologi Baterai Isi Ulang

Teknologi baterai yang terbaik saat ini adalah lithium ion (Li-ion battery). Baterai Li-ion digunakan pada berbagai alat seperti laptop, mobile phone, camera dan mobil listrik. Li-ion pertama kali di komersialkan pada tahun 1991 oleh Sony. Saat ini baterai Li-ion memiliki 2 kali lebih banyak energy/berat dan 10 kali lebih murah dibandingkan pada saat pertama kali dikomersialkan. Namun dari segi pengembangan teknologinya, baterai Li-ion sudah hampir mencapai batas akhirnya. Menurut para ilmuwan pengembangan R n D pada baterai Li-ion hanya akan mampu menambah maksimal 30% lebih banyak energy/berat. Hal tersebut berarti Li-ion tidak akan mampu membuat mobil listrik melaju hingga 800 km, atau pun membuat mobile phone aktif hingga berhari-hari. Oleh karena itu ilmuwan kini berlomba untuk mengembangkan teknologi baterai diluar baterai Li-ion dengan target untuk mencapai 400 watt-hours per kilogram (Wh kg-1).

 

Teknologi Lithium-Sulfur

Salah satu teknologi yang menjanjikan dan dalam waktu dekat dapat masuk pasar komersial adalah lithium-sulfur. Secara teori lithium-sulfur memiliki 5 kali lebih banyak energi/berat. Dari segi desain lithium-sulfur akan jauh lebih ringan dikarenakan graphite untuk menyimpan lithium yang biasa digunakan pada Li-ion diganti dengan metal lithium sebagai elektroda dan sumber lithium. Atom sulfur dapat mengikat 2 atom lithium. Hal ini lebih menguntungkan daripada penggunaan metal oxide pada li-ion dimana satu atom metal hanya dapat mengikat satu atom lithium. Namun dibalik semua kelebihan tersebut, teknologi lithium-sulfur masih memiliki kendala diantaranya adalah kelarutan lithium-sulfur didalam electrolyte pada saat charging-discharging dan suhu operasional. Kelarutan tersebut akan mendegradasi elektroda dan menurunkan performa baterai lithium-sulfur. Sejauh ini masalah tersebut diatasi melalui teknologi nanomaterial dengan cara mengikat sulfur dengan graphene oxide dan menggunakan electrolyte jenis baru yang tidak melarutkan komponen lithium dan sulfur. Perkembangan R n D lithium-sulfur saat ini adalah telah berhasil melalui 1500 kali cycle charge-discharge serta menghasilkan 500 Wh kg-1.

Teknologi Magnesium

Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa magnesium dapat menjadi “the next generation battery”. Alasan yang mendasar dikarenakan magnesium dapat menghasilkan 2 elektron per atom sedangkan lithium hanya satu elektron per atom. Tantangan yang diberikan oleh baterai magnesium adalah untuk mencari electrolyte yang sesuai. Ion magnesium cenderung bergerak lambat pada suatu lingkungan akibat adanya tarikan dari atom oxygen yang berakibat solvent menjadi lebih padat. Toyota, LG, Samsung dan Hitachi diketahui tengah mengembangkan cells baterai magnesium dengan open elektroda untuk membantu pergerakan ion magnesium. Selain itu multivalent ion seperti aluminium dan calcium juga sedang diteliti.

Teknologi Baterai yang Bernapas

Lithium-oxygen (Li-O) secara teori memiliki kepadatan energi 10 kali lebih banyak dari baterai li-ion. Namun baterai tersebut  untuk masuk ke pasar komersial terutama otomotif saat ini terkendala oleh harga. Untuk mengatasi hal tersebut, ilmuwan mulai melirik sodium-oxygen (Na-O). Walaupun Na-O hanya dapat menyediakan energy separuh dari Li-O, namun masih 5 kali lebih banyak dari Li-ion. Terlebih lagi sodium lebih murah dari lithium, sehingga target $ 100 kWh-1 akan dapat tercapai. Permasalahan lain selain harga yang mahal pada Li-O adalah adanya reaksi samping terbentuknya lithium carbonate yang akan mengurangi life cycle dari baterai secara signifikan.

Teknologi Baterai untuk Jaringan Listrik

Baterai untuk jaringan listrik dapat berasal dari tumpukan baterai lead acid ataupun li-ion. Namun beberapa ilmuan di MIT melirik redox flow battery dengan menggunakan molten metal sebagai elektrodanya dan molten salt sebagai electrolyte-nya. Baterai tersebut dioperasikan pada suhu 500 C. Keunggulan redox flow battery adalah pada life cycle-nya yang jauh lebih tinggi dari li-ion. Belum lama ini bahan organik jenis quinone dinyatakan memiliki potensi untuk menggantikan molten metal pada redox flow battery. Dengan menggunakan bahan organik tersebut suhu operasi dapat diturunkan secara drastis dan harga bahan tersebut juga jauh lebih murah dibandingkan molten metal (OPA).

Semua perkembangan R n D teknologi baterai diatas menunjukan bahwa masih banyak peluang di luar baterai Li-ion.

 

Sumber: http://www.nature.com/news/the-rechargeable-revolution-a-better-battery-1.14815  

 


© 2021 Designed by Pusat Teknologi Material dan Pusat Manajemen Informasi - BPPT