Pendidikan Sains Aplikatif, Matematika Menarik dan Karya Ilmiah

Baterai Aluminium-Ion, Baterai Jenis Baru yang Bisa di Charge Hanya Dalam Satu Menit

Sebuah saingan baru untuk baterai lithium-ion telah berhasil dibuat, kelebihan dari baterai ini adalah dapat diisi ulang dibawah satu menit dan masih bisa di pakai setelah ribuan kali setelah diisi ulang atau di charge. Baterai baru ini didasarkan pada aluminium bukan lithium, baterai aluminium ini mempunyai kelebihan yaitu lebih murah dan lebih aman daripada baterai lithium-ion yang sekarangdi gunakan. Tim peneliti AS di balik baterai aluminium-ion mengatakan bahwa teknologi ini bisa membantu penerangan jalan di rumah, membantu menyimpan energi terbarukan untuk jaringan listrik dan bahkan kendaraan listrik. Prinsip kerja dari Baterai aluminium-ion ini secara mirip dengan baterai lithium-ion: bila baterai sudah habis atom dari anoda logam teroksidasi, melepaskan elektron ke dalam sirkuit eksternal. Ketika diisi ulang, elektron didorong kembali ke anoda.
Baterai Aluminium-Ion, Baterai Jenis Baru yang Bisa di Charge Hanya Dalam Satu Menit
Gambar : Baterai Almunium ion (Tim Wogan)
Selain itu baterai aluminium-ion mempunyai kelebihan lain dari baterai lithium-ion yaitu dari kesediaan bahan yang digunakan. Aluminium merupakan logam yang paling melimpah di kerak bumi, jauh lebih murah daripada lithium dan juga jauh lebih sedikit reaktif sehingga kebakaran baterai tidak mungkin menjadi masalah. Ionising aluminium juga membebaskan tiga elektron dibandingkan dengan satu lithium dunia, berpotensi memberikan baterai kapasitas muatan yang lebih tinggi. Tapi baterai aluminium-ion telah diganggu oleh berbagai kesulitan: tegangan discharge sering kali serendah 0.55V dan katoda diujicobakan telah hancur selama digunakan kembali, sehingga menyebabkan daya tahan baterai dari baterai drop ke 85% atau kurang dalam 100 pengisian ulang.


Itu pada awalnya, Tapi sekarang Hongjie Dai dan rekan-rekannya di Stanford University di California menemukan prototip baterai  dengan katoda grafit baru yang dapat memecahkan masalah tersebut. Penemuan ini didasarkan dari  sifat yang luar biasa dari grafit. Sambil menyelidiki potensi film oksida logam sebagai katoda, para peneliti ini menggunakan partikel grafit untuk meningkatkan konduktivitas oksida logam tersebut. Ketika film komposit menunjukkan  seperti perilaku baterai, mereka memutuskan untuk menyelidiki lebih lanjut. Dalam baterai aluminium-ion tim Stanford , ion aluminium klorida (AlCl4-) disimpan di katoda ketika baterai sudah terisi. Pada saat tidak diisi ulang atau sedang dipakai, ion bermigrasi ke anoda di mana ion ini akan menggabungkan dengan logam aluminium untuk membentuk Al2Cl7-. Ketika para peneliti itu menyelidiki komposisi kimia pada katoda grafit, mereka menemukan bahwa anion AlCl4- bersifat reversibel ketika dimasukan pada lapisan grafit.

Namun, katoda grafit alam menderita dua masalah: pertama, Tingkat  pengisian maksimum dan pengosongan baterai yang melambat oleh difusi banyaknya ion AlCl4-  antara pesawat atom. Lebih buruk lagi, ketika ion itu menyebar kedalam, menyebabkan ion ini melakukan ekspansi 50 kali lipat dari grafit. Tetapi kedua kelemahan ini diselesaikan oleh tim dengan busa graphitic yang mereka hasilkan dengan mendepositokan karbon ke nikel dan kemudian melarutkan logam dalam asam untuk menghasilkan struktur karbon dengan ruang atom besar yang memungkinkan ion AlCl4- masuk dan keluar dengan cepat dengan sedikit atau tidak ada kerusakan.
Baterai Aluminium-Ion, Baterai Jenis Baru yang Bisa di Charge Hanya Dalam Satu Menit
Prinsip kerja baterai Aluminium-ion (Tim Wogan)
Dengan Menggunakan katoda busa karbon dan elektrolit ultra-kering, para peneliti menghasilkan prototipe baterai dengan tegangan debit sekitar 2V dan kapasitas energi yang sama untuk baterai Timbal-asam dan nikel-metal hidrida. Baterai ini kehilangan sedikit dari kapasitas penyimpanan setelah 7000 siklus, sehingga jauh lebih unggul bahkan baterai lithium-ion, yang berlangsung selama sekitar 1000 siklus. Mungkin yang paling luar biasa, baterai dapat aman sepenuhnya diisi ulang dalam waktu kurang dari 60 detik. Ini hampir 100 kali lebih cepat dari tingkat biaya maksimum untuk baterai lithium-ion. Baterai ini bahkan bisa ditekuk dan dilipat dengan aman, dan peneliti membuat lubang melalui baterai pada saat itu beroperasi tanpa menyebabkan arus pendek yang berbahaya.

Dai mengungkapkan bahwa perusahaan-perusahaan komersial tertarik. Ia percaya bahwa baterai ini merupakan pengganti yang menjanjikan untuk baterai hidrida isi ulang nikel-metal yang digunakan di rumah tangga saat ini dan saat ini, untuk menyimpan listrik dalam grid. kepadatan energi baterai masih dibatasi oleh besarnya ion AlCl4- yang terbentuknya. 'Mudah-mudahan karya ini benar-benar dapat membuka lebih banyak penelitian lanjutan di bidang ini, "tambahnya.

Elektrokimiawan Don Sadoway dari Massachusetts Institute of Technology, AS, bersemangat. "Ini adalah langkah pertama untuk menunjukkan bahwa membuat siklus yang reversibel untuk aluminium adalah sangat  mungkin," katanya. Hambatan untuk baterai lithium-ion dalam mobil saat ini bukanlah energi yang dihasilakan karena pada 150 W / jam/ kg sudah cukup banyak. Hambatan utamanya adalah biaya baterai lithium-ion terlalu mahal dan akan tetap terlalu mahal. Dengan penemuan ini diharapkan pemakaian baterai ini bisa meluas terutama untuk mobil karena harganya realtif murah dibanding baterai Litium-ion

No comments:

Post a Comment