Baterai alir tipe baru ini mampu bertahan hingga satu dekade dengan perawatan minimal!

Para ilmuwan dari Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), University of Cambridge, Amerika Serikat, berhasil mengembangkan sebuah baterai tipe alir yang menggunakan fluida organik ber-pH netral. Cairan baru ini akan membuat larutan elektrolit baterai menjadi bebas racun, tidak bersifat korosif, memiliki umur yang panjang, serta akan memangkas ongkos pembuatan baterai menjadi jauh lebih murah. Dengan berbagai kelebihan tersebut, para ilmuwan tersebut berhasil membuat kemampuan baterai ini hanya akan menurun satu persen saja setiap 1000 kali siklus pengisian ulang. Bandingkan dengan baterai lithium-ion pada gadget sekelas iPhone saja, yang akan menurun kemampuannya sebanyak 20% setelah baterai iPhone diisi ulang penuh sebanyak sekitar 500 kali.

Baterai alir sendiri adalah sebuah tipe baterai yang menggunakan dua larutan elektrolit berbeda di dua sisi elektroda, dimana masing-masing larutan disirkulasikan secara periodik di masing-masing sisinya. Baterai alir menyimpan cadangan energi di cairan larutan yang tersimpan di dalam tanki. Semakin besar tanki dan jumlah larutan yang tersimpan di dalamnya, maka akan semakin banyak pula cadangan energi listrik yang tersimpan. Baterai alir dianggap bisa dijadikan solusi yang tepat untuk menyimpan energi listrik dari sumber-sumber energi terbarukan seperti turbin angin dan panel surya. Namun satu kelemahan yang paling buruk dari baterai ini adalah penurunan kemampuan menyimpan energinya yang terlalu cepat seiring bertambahnya usia baterai. Hal ini menuntut biaya perawatan yang tinggi karena cairan elektrolit harus sering diganti untuk mengembalikan performa baterai.

 photo F1AA51CC-3795-4BF0-AAE8-0352130B0187.png
Skema Baterai Tipe Alir

Kelemahan dari baterai alir konvensional tersebut dideteksi oleh para ilmuwan dari SEAS sebagai akibat dari mudahnya molekul-molekul elektrolit baterai yang terlalu mudah terdegradasi pada larutan netral. Dari identifikasi ini, Eugene Beh sebagai penulis utama dari jurnal penelitian terkait menjelaskan bahwa tim peneliti harus mampu membuat larutan yang lebih elastis. Mereka membuatnya dengan jalan memodifikasi ferrocene sebagai elektrolit positif yang sebelumnya tidak mudah larut di air, menjadi sepenuhnya mudah larut di dalam air.

Ferrocene sangat baik untuk menyimpan energi listrik namun tidak dapat larut oleh air sama sekali,” demikian ungkap Beh dilansir dari Science Daily. “Zat ini sudah digunakan pada baterai lain dengan menggunakan pelarut organik yang bersifat mudah terbakar dan mahal.”

Para peneliti kemudian memodifikasi molekul-molekul ferrocene dari yang sebelumnya tidak dapat larut dalam air menjadi sangat mudah larut oleh air. “Ferrocene yang mudah larut oleh air menunjukkan adanya molekul kelas baru bagi baterai alir,” demikian ungkap Michael Aziz, seorang profesor material dan energi yang sekaligus pimpinan penelitian ini.

Elektrolit dengan pH rendah akan sangat membantu menurunkan biaya pemilihan membran baterai alir yang berfungsi sebagai dinding pemisah dua elektrolit kation dan anion. Kebanyakan baterai alir saat ini menggunakan membran polimer yang mampu bertahan untuk elektrolit kimia keras yang sangat korosif. Karena itulah baterai alir konvensional memiliki harga sangat mahal. Sehingga dengan inovasi ini, para peneliti mengklaim mampu menghemat biaya pembuatan baterai hingga sepertiga dari harga baterai alir konvensional. Penghematan biaya pembuatan juga disebabkan karena pemilihan pompa dan material tangki menjadi tidak sesulit sebelumnya yang harus menggunakan pompa dan material yang tahan terhadap cairan keras.

Penggunaan elektrolit netral tidak hanya akan memangkas biaya pembuatan baterai alir, akan tetapi juga akan membuat baterai tipe ini lebih aman karena bebas dari cairan korosif. Jika saja seseorang menempatkan baterai ini di ruangan bawah tanah rumah dan mengalami kebocoran, cairan elektrolitnya tidak akan merusak rangka-rangka bangunan karena sifatnya yang tidak korosif.

Credit: Science Daily

Post Author: Onny Apriyahanda

"Science is the highest Art in the universe."

Leave a Reply