Ilmuwan ini menggunakan kecerdasan buatan untuk membuat baterai lithium-ion bebas dari resiko terbakar!

Masih ingatkah Anda akan tragedi smartphone Samsung Galaxy Note 7 yang harus ditarik dari peredaran dunia karena baterainya yang mudah terbakar? Salah satu penyebabnya adalah digunakannya baterai lithium-ion (Li-ion) yang sekalipun sangat populer digunakan di berbagai gadget, memang diketahui memiliki resiko terbakar yang cukup tinggi. Baterai Li-ion yang kita kenal selama ini menggunakan elektrolit cair yang memiliki resiko terbakar sangat tinggi. Elektrolit ini berfungsi sebagai media berpindahnya ion lithium dari kutub negatif ke positif pada saat proses discharge baterai (penggunaan), serta dari kutub positif ke negatif pada saat proses pengisian ulang (charging). Dan sudah sejak satu dekade silam para ilmuwan berusaha mencari solusi pengganti cairan elektrolit baterai Li-ion tersebut yang lebih aman.

Sebuah penelitian dilakukan oleh para ilmuwan dari Stanford University untuk menemukan elektrolit padat terbaik bagi baterai Li-ion. Elektrolit padat diketahui memang lebih stabil dan memiliki resiko kecil untuk terbakar. Namun alih-alih menggunakan metode try and error untuk menemukan komposisi elektrolit padat yang tepat, mereka menggunakan bantuan sistem kecerdasan buatan untuk menguji berbagai campuran elektrolit.

“Kami menjaring lebih dari 12.000 campuran mengandung lithium dan berakhir dengan 21 elektrolit padat yang menjanjikan,” ungkap Austin Sendek salah satu anggota tim peneliti. “Hanya membutuhkan beberapa menit untuk melakukan penjaringan. Mayoritas waktu saya habiskan untuk mengumpulkan dan mengelompokkan semua data, serta mengembangkan sistem matriks untuk pemodelan prediksinya.”

img_0004

Tim peneliti membangun sebuah mesin kecerdasan buatan untuk memprediksi model elektrolit Li-ion yang tepat melalui data eksperimental. Mereka melatih algoritma komputer untuk bisa mengidentifikasi campuran elektrolit mana yang baik sesuai dengan data yang ada. Teknologi ini mirip dengan teknologi algoritma pengenalan wajah yang mampu mengenali berbagai bentuk wajah dengan hanya mempelajari beberapa contoh saja.

“Jumlah campuran lithium diketahui hanya 10 dari seribu, mayoritas dari kesemuanya itu belum diuji,” imbuh Sendek. “Beberapa diantaranya bisa jadi konduktor sempurna. Kami membuat model komputasional yang dapat belajar dari data terbatas yang kami miliki, untuk selanjutnya kami bisa melakukan penjaringan atas kandidat potensial basis data material yang sangat besar, satu juta kali lebih cepat daripada metode yang ada saat ini.”

Untuk membangun model, Sendek membutuhkan waktu selama dua tahun mengumpulkan semua data ilmiah tentang campuran-campuran lithium. Data-data yang ia kumpulkan termasuk stabilitas, harga, ketersediaan, serta kemampuannya menghantarkan ion serta elektron lithium melewati sirkuit baterai. Para ilmuwan menggunakan basis data yang dimiliki oleh The Materials Project, sebuah gudang data material opensource yang dikembangkan oleh Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) dan Massachusetts Institute of Technology (MIT).

“Pendekatan kami berpotensi untuk mengidentifikasi berbagai jenis masalah material dan meningkatkan efektifitas ilmuwan untuk bekerja di area ini,” ungkap Evan Reed, asisten profesor Materials Science & Engineering dari Stanford University. “Sesuai dengan jumlah data dunia yang meningkat dan kemajuan komputer, kemampuan kami untuk berinovasi meningkat eksponensial. Entah itu baterai, fuel cell atau apapun yang lainnya, sangat menarik untuk dapat berada di area tersebut.”

Untuk saat ini kedua puluh satu campuran elektrolit padat lithium tersebut masih akan diteliti lebih lanjut untuk mengetahui campuran mana yang paling cocok diaplikasikan ke dunia nyata. Namun demikian tentu penelitian ini tak hanya akan mengurangi resiko terbakarnya baterai berjenis lithium-ion, namun juga menawarkan metode penelitian yang sangat efisien dan dapat digunakan oleh peneliti lain.

Credit: Science Daily, Wikipedia: Lithium Ion Battery, The Materials Project

Post Author: Onny

"Science is the highest Art in the universe."

Leave a Reply