Konsep Baru Bisa Membuat Baterai Lebih Ramah Lingkungan

Konsep baru untuk baterai aluminium memiliki kepadatan energi dua kali lipat dari versi sebelumnya, terbuat dari bahan yang melimpah, dan dapat mengurangi biaya produksi dan dampak lingkungan. Idenya memiliki potensi untuk aplikasi skala besar, termasuk penyimpanan energi matahari dan angin. Para peneliti dari Chalmers University of Technology, Swedia, dan Institut Kimia Nasional, Slovenia, berada di balik gagasan tersebut.

Menggunakan teknologi baterai aluminium dapat menawarkan beberapa keuntungan, termasuk kepadatan energi teoretis yang tinggi, dan fakta bahwa sudah ada industri yang mapan untuk pembuatan dan daur ulangnya. Dibandingkan dengan baterai lithium-ion' hari ini, para peneliti' konsep baru dapat menghasilkan biaya produksi yang jauh lebih rendah.

& quot;Biaya material dan dampak lingkungan yang kami bayangkan dari konsep baru kami jauh lebih rendah daripada yang kami lihat sekarang, membuatnya layak untuk penggunaan skala besar, seperti taman sel surya, atau penyimpanan energi angin, misalnya,&kutipan; kata Patrik Johansson, Profesor di Departemen Fisika di Chalmers.

& quot;Selain itu, konsep baterai baru kami memiliki kepadatan energi dua kali lipat dibandingkan dengan baterai aluminium yang'canggih' hari ini.&kutipan;

Desain sebelumnya untuk baterai aluminium telah menggunakan aluminium sebagai anoda (elektroda negatif) -- dan grafit sebagai katoda (elektroda positif). Tetapi grafit memberikan kandungan energi yang terlalu rendah untuk membuat sel baterai dengan kinerja yang cukup untuk berguna.

Namun dalam konsep baru, yang dipresentasikan oleh Patrik Johansson dan Chalmers, bersama dengan kelompok penelitian di Ljubljana yang dipimpin oleh Robert Dominko, grafit telah digantikan oleh katoda organik berstrukturnano, yang terbuat dari molekul berbasis karbon antrakuinon.

Katoda antrakuinon telah dikembangkan secara ekstensif oleh Jan Bitenc, sebelumnya seorang peneliti tamu di Chalmers dari kelompok di Institut Kimia Nasional di Slovenia.

Keuntungan dari molekul organik ini dalam bahan katoda adalah memungkinkan penyimpanan pembawa muatan positif dari elektrolit, larutan di mana ion bergerak di antara elektroda, yang memungkinkan kepadatan energi yang lebih tinggi dalam baterai.

& quot;Karena bahan katoda baru memungkinkan penggunaan pembawa muatan yang lebih tepat, baterai dapat memanfaatkan potensi aluminium' dengan lebih baik. Sekarang, kami melanjutkan pekerjaan dengan mencari elektrolit yang lebih baik. Versi saat ini mengandung klorin -- kami ingin menghilangkannya," kata peneliti Chalmers Niklas Lindahl, yang mempelajari mekanisme internal yang mengatur penyimpanan energi.

Sejauh ini, tidak ada baterai aluminium yang tersedia secara komersial, dan bahkan di dunia penelitian mereka relatif baru. Pertanyaannya adalah apakah baterai aluminium pada akhirnya bisa menggantikan baterai lithium-ion.

& quot;Tentu saja, kami berharap mereka bisa. Tetapi di atas semua itu, mereka dapat saling melengkapi, memastikan bahwa baterai lithium-ion hanya digunakan jika benar-benar diperlukan. Sejauh ini, baterai aluminium hanya memiliki kepadatan energi setengah dari baterai lithium-ion, tetapi tujuan jangka panjang kami adalah mencapai kepadatan energi yang sama. Masih ada pekerjaan yang harus dilakukan dengan elektrolit, dan dengan mengembangkan mekanisme pengisian yang lebih baik, tetapi aluminium pada prinsipnya merupakan pembawa muatan yang jauh lebih baik daripada lithium, karena bersifat multivalen -- yang berarti setiap ion'mengkompensasi' untuk beberapa elektron. Selain itu, baterai memiliki potensi yang jauh lebih tidak berbahaya bagi lingkungan," kata Patrik Johansson.