Baterai sangat mudah digunakan sehingga perangkat elektrokimia ini terus dikembangkan. Saat ini, peneliti di seluruh dunia berlomba untuk mengembangkan alat penyimpanan energi berkelanjutan terbaik untuk memenuhi tujuan dekarbonisasi atau pengurangan senyawa organik dari batu bara.
Baterai potassium didesain ulang menjadi baterai solid-state yang lebih kuat. Dengan kapasitor daya hibrida, sel-sel baterai juga dilengkapi dengan air laut yang tidak mengandung logam. Inovasi ini dianggap merupakan terobosan baterai litium-sulfur.
Baterai litium menyediakan listrik dengan ion litium bolak-balik antara dua elektroda (katoda dan anoda) melalui media elektrolit cair. Pemindahan ion antara elektroda-elektroda ini menghasilkan muatan ketika sel sedang diisi dan dikosongkan. Semua baterai bekerja sesuai konsep, meskipun bahan yang dipakai dapat bervariasi.
Baca juga: Kursi Berbahan Dasar Limbah Kayu dan Plastik
Salah satu variasi tersebut melibatkan penggunaan litium-sulfur bukan litium-ion. Baterai ini memiliki potensi besar karena dapat menyimpan energi hingga lima kali lebih banyak per beratnya. Namun, umur baterai jauh lebih pendek karena begitu banyak energi menyebabkan bahan memburuk dan hancur dengan cepat. Hal ini membuat tim ilmuwan terus mencari cara untuk menghentikannya.
Saat ini, sebuah tim dari Monash University telah membayangkan kembali arsitektur baterai untuk memasukkan ikatan penghubung yang memberikan partikel sulfur “ruang untuk bernapas”. Sementara, tim lain dari Singapore’s A*STAR’s NanoBio Lab (NBL) telah mengembangkan jenis elektrolit semi-padat baru yang meningkatkan keselamatan tanpa mengurangi kinerja mereka.
Para ilmuwan A*STAR dari kiri ke kanan: Dr. Ayman AbdelHamid, Prof. Jackie Y. Ying, dan Jian Liang Cheong. Foto: A*STAR
Elektrolit cupcake dibuat dengan melarutkan prekursor logam dan sukrosa dalam air, kemudian memanaskannya sampai membentuk cupcake. Karena hal inilah mereka menyebutnya dengan “metode cupcake”. Proses pemanasan membentuk membran berpori cairan yang diinfuskan dan terdiri dari lembaran yang sangat konduktif serta stabil secara kimiawi. Mereka menggunakan tumpukan lembaran 3D ini sebagai elektrolit dalam sel dan memungkinkannya untuk tetap stabil selama pengisian.
Melansir intelligentliving.co, tim peneliti NBL, Jackie Y. Ying mengatakan, elektrolit kuasi padatan hybrid yang terdiri dari komponen cair dan padat muncul sebagai kompromi praktis untuk mendapatkan baterai yang lebih aman serta mempertahankan kinerja yang baik. Namun, tingginya resistensi komponen padat sejauh ini membatasi kinerja baterai tersebut. Untuk mengatasinya, tim telah merekayasa ulang struktur mikro komponen padat. Solusi ini menghilangkan kebocoran elektrolit dan stabil secara termal dan mekanis.
Baca juga: Rumah Pohon Modern yang Bersatu dengan Alam
Selain itu, ia juga mengungkapkan bahwa kerangka kerja berbasis lembar 3D ditemukan sangat penting untuk kinerja baterai yang optimal. Sistem ini juga menunjukkan stabilitas yang luar biasa di bawah suhu ekstrim. Hasilnya menggambarkan potensi luar biasa sebagai kerangka kerja untuk baterai litium semi-padat lainnya.
Tim menempatkan baterai melalui pengujian di berbagai tegangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sel memiliki kemampuan pengisian dan pemakaian yang cepat dan kapasitas tinggi. Kinerjanya termasuk yang tertinggi oleh baterai litium-sulfur hybrid quasi solid. Para peneliti mengatakan desain unik ini dapat diterapkan pada jenis baterai litium lainnya.
Penulis: Mega Anisa
21 Apr 2024 
