Bisnis.com, JAKARTA—Di tengah perkembangan teknologi yang begitu pesat, tetapi tidak demikian dengan teknologi baterai. Pilihannya hanya ada dua yakni elektroda padat atau elektroda cair. Namun, baru-baru ini, peneliti mengembangkan kombinasi keduanya.
Saat ini, sebagian besar baterai terdiri dari elektroda padat (solid-state) seperti lithium-ion untuk perangkat elektronik portable, atau elektroda cair, termasuk baterai aliran untuk panel listrik pintar (smart grid).
Hanya saja, para peneliti di Cockrell School of Engineering di University of Texas di Austin telah membangun jenis baterai baru yang menggabungkan banyak manfaat dari opsi yang ada sambil menghilangkan kekurangan utama mereka dan menghemat energi.
Para peneliti Universitas Texas itu telah menciptakan apa yang mereka sebut sebagai room-temperature all-liquid-metal battery yang mencakup yang terbaik dari dunia baterai cair dan padat.
Baterai dengan elektroda padat (solid-state) memiliki kapasitas yang signifikan untuk penyimpanan energi, tetapi mereka biasanya menghadapi banyak masalah yang menyebabkan mereka menurun seiring waktu dan menjadi kurang efisien.
Sementara, baterai dengan elektroda cair (liquid-state) dapat menghantarkan energi lebih efisien, tanpa kerusakan jangka panjang dari perangkat yang dijual. Namun, baterai ini gagal memenuhi permintaan energi tinggi atau membutuhkan sumber daya yang signifikan untuk terus memanaskan elektroda dan menjaga mereka tetap cair.
Para peneliti Universitas Texas mengungkapkan elektroda logam di dalam baterai dapat tetap dicairkan pada suhu 20 derajat celcius (68 derajat Fahrenheit), suhu operasi terendah yang pernah dicatat untuk baterai logam cair. Temuan Ini mewakili perubahan besar, karena saat ini elektroda logam harus disimpan pada suhu di atas 240 derajat Celcius agar tetap cair.
"Baterai ini dapat memberikan semua manfaat dari kondisi padat dan cair --termasuk lebih banyak energi, peningkatan stabilitas dan fleksibilitas-- tanpa hambatan masing-masing, sementara juga menghemat energi," kata Yu Ding, seorang peneliti pascadoktoral dalam penelitian associate professor Guihua Yu di Walker Department of Mechanical Engineering, seperti dikutip dari laman University of Texas, Senin (6/7/2020).
Yu Ding adalah penulis utama makalah room-temperature all-liquid-metal battery yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Advanced Materials pada 17 Juni 2020.
Baterai tersebut merupakan perpaduan natrium-kalium sebagai anoda dan paduan berbasis gallium sebagai katoda. Dalam makalah, para peneliti mencatat bahwa dimungkinkan untuk membuat baterai dengan titik leleh yang lebih rendah menggunakan bahan yang berbeda.
Peneliti mengungkapkan baterai kombinasi itu menjanjikan daya lebih dari baterai lithium-ion saat ini, yang merupakan tulang punggung dari kebanyakan elektronik pribadi. Baterai ini dapat mengisi dan menghantarkan energi beberapa kali lebih cepat.
Menurut peneliti, karena komponen cairan, baterai dapat ditingkatkan ke atas atau ke bawah dengan mudah, tergantung pada daya yang dibutuhkan. Semakin besar baterai, semakin banyak daya yang dapat dihasilkannya. Fleksibilitas tersebut memungkinkan baterai ini berpotensi memberikan daya untuk segala sesuatu mulai dari smartphone dan jam tangan hingga infrastruktur. menopang gerakan menuju energi terbarukan.
"Kami sangat senang melihat bahwa logam cair dapat memberikan alternatif yang menjanjikan untuk menggantikan elektroda konvensional. Mengingat energi tinggi dan kepadatan daya yang ditunjukkan, sel inovatif ini dapat berpotensi diimplementasikan untuk jaringan pintar dan elektronik yang dapat dipakai,’ kata Yu Ding.
Para peneliti telah menghabiskan lebih dari tiga tahun pada proyek ini, tetapi pekerjaan itu belum selesai. Banyak elemen yang mengatur tulang punggung baterai baru ini lebih banyak daripada beberapa bahan utama dalam baterai tradisional, membuat mereka lebih mudah. Namun, galium tetap merupakan bahan yang mahal.
Oleh karena itu, mereka mencari bahan alternatif yang dapat memberikan kinerja yang sama sambil mengurangi biaya produksi tetap menjadi tantangan utama. Langkah selanjutnya untuk meningkatkan daya baterai itu adalah dengan memperbaiki elektrolit --komponen yang memungkinkan muatan listrik mengalir melalui baterai.
"Meskipun baterai kami tidak dapat bersaing dengan baterai suhu tinggi, baterai logam cair pada tahap saat ini, kemampuan daya yang lebih baik diharapkan jika elektrolit dirancang dengan konduktivitas tinggi," katanya.
