Baterai Struktural yang Akhirnya Akan Membuka Kunci Revolusi Perjalanan

Dalam penelitian yang inovatif, baru-baru ini para ilmuwan telah membuat baterai struktural 10 kali lebih baik daripada percobaan sebelumnya.

Apa itu baterai struktural

Istilah ini merujuk pada perangkat penyimpanan energi yang juga dapat menahan beban sebagai bagian dari suatu struktur—seperti jika tiang-tiang di rumah Anda semuanya adalah baterai, atau jika pagar listrik juga menahan dinding.

Dari Popular Mechanics, dalam makalah tersebut , peneliti dari Universitas Teknologi Chalmers dan Institut Teknologi Kerajaan KTH di Swedia mengungkap cara kerja baterai struktural “tanpa massa” mereka.

Penggunaan utamanya adalah untuk mobil listrik, di mana sejumlah besar baterai benar-benar menghabiskan banyak ruang dan tidak berkontribusi pada struktur mobil yang sebenarnya. Faktanya, mobil-mobil ini harus dirancang khusus untuk menahan massa baterai.

"Namun, bagaimana jika rangka mobil dapat menampung energi? Karena multifungsinya, komposit baterai struktural sering disebut sebagai 'penyimpanan energi tanpa massa' dan berpotensi merevolusi desain kendaraan dan perangkat listrik di masa depan," jelas para peneliti.

Untuk membuat baterai struktural, para ilmuwan melapisi "kain" kaca penyangga di antara elektroda positif dan negatif, lalu mengemasnya dengan elektrolit polimer canggih dan mengeringkannya dalam oven. Hasilnya adalah sel baterai yang kuat dan datar yang menghantarkan listrik dengan baik dan tahan terhadap uji tarik di semua arah.

Kualitas gabungan baterai (atau “multifungsi”) menjadikannya 10 kali lebih baik daripada baterai tanpa massa sebelumnya—sebuah proyek yang telah dikerjakan para ilmuwan sejak tahun 2007.

“Baterai ini memiliki kepadatan energi sebesar 24 Wh/kg, yang berarti sekitar 20 persen kapasitas dibandingkan dengan baterai lithium-ion sejenis yang tersedia saat ini. Namun karena bobot kendaraan dapat dikurangi secara signifikan, lebih sedikit energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan mobil listrik, misalnya, dan kepadatan energi yang lebih rendah juga menghasilkan peningkatan keselamatan. Dan dengan kekakuan sebesar 25 GPa, baterai struktural benar-benar dapat bersaing dengan banyak bahan konstruksi lain yang umum digunakan," ungkap Universitas Teknologi Chalmers dalam siaran persnya. 

Para ilmuwan mengatakan, langkah selanjutnya adalah meningkatkan kinerja lebih jauh, mengganti lapisan aluminium pada elektroda dengan bahan serat karbon dan menipiskan pemisah. Ini dapat menghasilkan baterai yang menghasilkan energi 75 Wh/kg dan kekakuan 75 GPa, yang akan memecahkan lebih banyak rekor untuk baterai tanpa massa dan juga mengurangi beratnya secara signifikan.

Selain mobil listrik, tim peneliti menyebutkan sepeda listrik , satelit, dan laptop sebagai teknologi yang dapat menggunakan baterai tanpa massa. Mungkin ada aplikasi lain yang sama sekali tidak kita anggap sebagai kendaraan listrik saat ini.

Salah satu potensi penggunaan yang paling menarik adalah pada pesawat terbang, yang para ilmuwan kesulitan untuk mengubahnya menjadi listrik karena besarnya beban teknologi baterai yang ada. Pesawat terbang biasa serta kendaraan lepas landas dan mendarat vertikal dapat berubah menjadi listrik dengan menggunakan baterai tanpa massa. Mereka bahkan dapat menggabungkan baterai struktural tanpa massa dengan panel surya untuk menyimpan apa yang mereka serap untuk penggunaan selanjutnya.