Ilmuwan Korea Selatan Kembangkan Baterai Lithium-Ion Cair yang Lebih Murah dan Aman

SEOUL - Para ilmuwan Korea Selatan baru-baru ini telah mengembangkan baterai isi ulang berbentuk larutan yang aman dan ekonomis, untuk mengatasi keterbatasan baterai lithium-ion yang saat ini digunakan dalam sistem penyimpanan energi atau energy storage systems (ESS).

Dikutip dari Newsreadeck, inovasi tersebut terletak pada katalis komposit yang terbuat dari mangan dioksida dan paladium, yang mengubah gas hidrogen berbahaya menjadi cair, sehingga lebih aman dan lebih berkinerja. Terobosan ini membuka pintu bagi komersialisasi baterai ini di ESS dan industri lainnya, sehingga menawarkan alternatif yang lebih hemat biaya dan lebih aman dibandingkan teknologi yang ada.

Teknologi inovatif memungkinkan transformasi gas hidrogen menjadi cair secara aman, sehingga meningkatkan keamanan baterai. Kemajuan ini membuka jalan bagi komersialisasi baterai isi ulang berair yang lebih terjangkau dan aman.

Musim panas ini, Bumi mengalami pola cuaca ekstrem, termasuk gelombang panas yang parah dan curah hujan yang tinggi. Urgensi untuk mengadopsi sumber energi terbarukan dan meningkatkan infrastruktur terkait kini menjadi semakin penting sebagai strategi untuk melestarikan planet kita di masa-masa sulit ini.

Namun, pendekatan ini menghadapi tantangan besar karena sifat pembangkitan listrik dari energi terbarukan yang tidak dapat diprediksi, dan bergantung pada variabel yang tidak pasti seperti kondisi cuaca yang labil.

Oleh karena itu, permintaan akan sistem penyimpanan energi atau energy storage systems (ESS) yang dapat menyimpan dan memasok listrik sesuai kebutuhan semakin meningkat, namun baterai lithium-ion (LIB) yang saat ini digunakan di ESS tidak hanya sangat mahal, namun juga rentan terhadap potensi kebakaran. Ada kebutuhan mendesak untuk mengembangkan alternatif yang lebih murah dan aman.

Kemajuan dalam Baterai Isi Ulang Cair

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Oh Si Hyoung dari Pusat Penelitian Penyimpanan Energi di Institut Sains dan Teknologi Korea (KIST) telah mengembangkan baterai isi ulang cair yang sangat aman yang dapat menawarkan pengganti tepat waktu yang memenuhi kebutuhan biaya dan keselamatan.

Meskipun kepadatan energinya lebih rendah, baterai isi ulang berair memiliki keuntungan ekonomi yang signifikan karena biaya bahan bakunya jauh lebih rendah dibandingkan LIB. Namun, gas hidrogen yang dihasilkan dari penguraian air secara parasit menyebabkan peningkatan tekanan internal secara bertahap dan akhirnya menipisnya elektrolit, yang menimbulkan ancaman besar terhadap keamanan baterai, sehingga menyulitkan komersialisasi.

Mengatasi Tantangan Keamanan dalam Teknologi Baterai

Hingga saat ini, para peneliti sering mencoba menghindari masalah ini dengan memasang lapisan pelindung permukaan yang meminimalkan area kontak antara anoda logam dan elektrolit. Namun, korosi pada anoda logam dan penguraian air dalam elektrolit tidak dapat dihindari dalam banyak kasus, dan akumulasi gas hidrogen yang terus-menerus dapat menyebabkan potensi ledakan dalam pengoperasian jangka panjang.

Untuk mengatasi masalah kritis ini, tim peneliti telah mengembangkan katalis komposit yang terdiri dari mangan dioksida dan paladium, yang mampu secara otomatis mengubah gas hidrogen yang dihasilkan di dalam sel menjadi air, sehingga memastikan kinerja dan keamanan sel.

Mangan dioksida tidak bereaksi dengan gas hidrogen dalam keadaan normal, namun ketika sejumlah kecil paladium ditambahkan, hidrogen mudah diserap oleh katalis, dan diregenerasi menjadi air. Dalam sel prototipe yang diisi dengan katalis yang baru dikembangkan, tekanan internal sel dipertahankan jauh di bawah batas aman, dan tidak ada penipisan elektrolit yang teramati.

Implikasi terhadap Masa Depan Penyimpanan Energi

Hasil penelitian ini secara efektif memecahkan salah satu masalah keselamatan yang paling memprihatinkan dalam baterai cair, sehingga membuat kemajuan besar menuju penerapan komersial ESS di masa depan. Mengganti LIB dengan baterai cair yang lebih murah dan aman bahkan dapat memicu pertumbuhan pesat pasar ESS global.

"Teknologi ini berkaitan dengan strategi keamanan yang disesuaikan untuk baterai isi ulang berair, berdasarkan mekanisme keamanan aktif bawaan, yang melaluinya faktor risiko dikontrol secara otomatis," kata Oh Si Hyoung dari KIST.

"Selain itu, hal ini dapat diterapkan pada berbagai fasilitas industri di mana kebocoran gas hidrogen merupakan salah satu masalah keselamatan utama misalnya, pompa bensin hidrogen, pembangkit listrik tenaga nuklir, dan lain-lain, untuk melindungi keselamatan publik." tutupnya.