Inovasi Sel Bahan Bakar Natrium Mampu Tenagai Pesawat Terbang

PARA peneliti dari MIT telah mengembangkan sel bahan bakar natrium-udara revolusioner yang dapat menggantikan baterai lithium-ion. Kepadatan energy yang dihasilkan bahkan bisa untuk menggerakan kebutuhan kelas berat seperti untuk menggerakan pesawat terbang, kereta api, dan transportasi laut.

Baterai tradisional mulai mencapai batasnya dalam hal berapa banyak energi yang dapat disimpan untuk beratnya. Itu adalah hambatan besar bagi masa depan transportasi listrik, terutama untuk mesin yang haus energi seperti pesawat terbang, kereta api, dan kapal.

Dengan menggunakan natrium cair dan udara sekitar, sistem yang dikembangkan oleh peneliti dari Institut Teknologi Massachusetts (MIT) menawarkan kepadatan energi tiga kali lipat dari baterai EV saat ini. Hal ini berpotensi memungkinkan digunakan sebagai sumber energy untuk pesawat listrik.

“Sel tersebut tidak mengeluarkan karbon dioksida dan bahkan menangkap CO2 dari udara, menghasilkan soda kue sebagai produk sampingan,” kata Profesor Yet-Ming Chiang dikutip dari laman Scitech ­Daily.

Tim peneliti MIT dan kolaborator mereka telah menemukan cara untuk mengatasinya kapasitas dan kepadatan energi. Alih-alih berupa sebuah baterai, desain baru mereka adalah sel bahan bakar.

Seperti baterai, sel bahan bakar ini menghasilkan listrik melalui reaksi kimia. Dari proses ini terdapat keuntungan besar: sel bahan bakar ini dapat diisi ulang dengan cepat daripada diisi ulang secara perlahan.

Yang lebih menggembirakan lagi, sel bahan bakar khusus ini menggunakan logam natrium cair, bahan yang murah dan tersedia secara luas, sebagai sumber energinya. Bahan lainnya berupa udara biasa. Lapisan keramik padat di antara keduanya membantu ion natrium bergerak, sementara elektroda khusus di sisi udara memicu reaksi yang menghasilkan listrik.

Kepadatan Energi

Ketika tim menguji prototipe, hasilnya sangat mengejutkan. Sel bahan bakar natrium-udara menyimpan lebih dari tiga kali lebih banyak energi per kilogram daripada baterai lithium-ion yang digunakan dalam kendaraan listrik saat ini. Itu adalah lompatan besar ke depan.

Temuan tersebut, yang diterbitkan pada tanggal 27 Mei di jurnal Joule, berasal dari mahasiswa doktoral MIT Karen Sugano, Sunil Mair, Saahir Ganti-Agrawal, Profesor Yet-Ming Chiang, dan rekan-rekannya.

“Kami berharap orang-orang berpikir bahwa ini adalah ide yang benar-benar gila,” kata Chiang, yang merupakan Profesor Keramik Kyocera. “Jika tidak, saya akan sedikit kecewa karena jika orang-orang tidak menganggap sesuatu benar-benar gila pada awalnya, mungkin itu tidak akan menjadi revolusioner,” katanya.

Dan teknologi ini tampaknya memiliki potensi untuk menjadi cukup revolusioner, sarannya. Khususnya, untuk penerbangan, di mana berat sangat penting, peningkatan kepadatan energi seperti itu dapat menjadi terobosan yang akhirnya membuat penerbangan bertenaga listrik praktis dalam skala yang signifikan.

“Ambang batas yang benar-benar Anda butuhkan untuk penerbangan listrik yang realistis adalah sekitar 1.000 watt-jam per kilogram,” kata Chiang.

Baterai lithium-ion kendaraan listrik saat ini mencapai sekitar 300 watt-jam per kilogram jauh dari yang dibutuhkan. Bahkan pada 1.000 watt-jam per kilogram, katanya, itu tidak akan cukup untuk memungkinkan penerbangan lintas benua atau lintas Atlantik.