• LATEST
    • A PHP Error was encountered

      Severity: Notice

      Message: Undefined variable: latest

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48

      A PHP Error was encountered

      Severity: Warning

      Message: Invalid argument supplied for foreach()

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48


Penemuan Tipe Baru Baterai Lithium

Kolaborasi 15 ahli asal Tiongkok dan Jurusan Materials Science and Engineering pada  Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Amerika Serikat, menemukan versi baru baterai lithium. Konsep dasarnya ialah katoda ‘hibrida’ (hybrid) yang memadukan peningkatan output energi per pon (kepadatan energi gravimetrik) dan energi per liter (kepadatan energi volumetrik). Hasil riset ini merespons kebutuhan selama ini terhadap baterai yang lebih kecil, lebih ringan, dan mampu bertahan lama sehingga mobil-mobil listrik misalnya dapat menempuh jarak jauh atau elektronik portabel bertahan lama tanpa mesti selalu isi-ulang energi (recharging) (Massachusetts Institute of Technology, 28/3/2019).

Tim ahli itu antara lain Profesor Ju Li, ahli rekayasa dan sains nuklir dan rekayasa dan sains material; Weijiang Xue, Ph.D, mahasiswa post-doktoral Department of Nuclear Science and Department; dan Profesor Jing Kong di MIT serta peneliti pada Chinese Academy of Sciences di Beijing (Tiongkok), Songshan Lake Materials Laboratory di Guangdong (Tiongkok), Samsung Advanced Institute of Technology America di  Burlington, Massachusetts (Amerika Serikat) dan Tongji University di Shanghai (Tiongkok).  Riset itu didukung oleh Samsung Advanced institute of Technology, National Key Technologies R&D Program of China, National Science Foundation of China, Department of Materials Science and Engineering pada MIT.

Hasil riset itu dirilis oleh jurnal Nature Energy edisi elektronik awal 2019 (Weijiang Xue, Zhe Shi, Liumin Suo, Chao Wang, Ziqiang Wang, Haozhe Wang, Kang Pyo So, Andrea Maurano, Daiwei Yu, Yuming Chen, Long Qie, Zhi Zhu, Guiyin Xu, Jing Kong, Ju Li, “Intercalation-conversion hybrid cathodes enabling Li–S full-cell architectures with jointly superior gravimetric and volumetric energy densities, “Nature Energy, 2019).

Kolaborasi tim ahli itu menemukan cara baru membuat katoda-katoda (cathodes) baterai-baterai lithium yang meningkatkan jumlah ‘power’, lebih ringan, dan ukuran lebih kecil. Baterai-baterai katoda biasanya diproduksi dengan cara interkalasi atau konversi. Tipe interkalasi—menggunakan senyawa seperti lithium cobalt oxide dengan kepadatan energi volumetrik tinggi sehingga menghasilkan banyak kekuatan per volume. Katoda-katoda ini dapat mempertahankan struktur dan dimensinya ketika memasukkan atom-atom lithium ke dalam struktur kristalnya (Science Daily, 28/3/2019).

Sedangkan cara katoda lainnya (conversion type) menggunakan sulfur  yang mengalami transformasi struktur dan larut dalam elektrolit. “Theoretically, these [batteries] have very good gravimetric energy density. But the volumetric density is low,” ungkap Profesor Ju Li. Karena tipe ini umumnya membutuhkan banyak bahan tambahan-- termasuk kelebihan elektrolit dan karbon—untuk menghasilkan daya-konduksi (Massachusetts Institute of Technology, 28/3/2019).

Tim ahli itu memadukan tipe interkalasi dan konversi ke dalam konsep baru katoda ‘hibrid’ yang memadukan tipe molybdenum sulfide (Chevrel-phase) dan sulfur murni dengan mengkompres partikel-partikel kedua bahan itu untuk menghasilkan katoda padat. “It is like the primer and TNT in an explosive, one fast-acting, and one with higher energy per weight,” papar Profesor Ju Li. Hasilnya, konduktivitas listrik dari paduan dua bahan itu, relatif tinggi sehingga mengurangi karbon dan menurunkan seluruh volumenya. Misalnya, tipe katoda sulfur umum saat ini terbuat dari 20-30% karbon; sedangkan versi baru para ahli itu, hanya membutuhkan 10% karbon (Massachusetts Institute of Technology, 28/3/2019).

Kepadatan energi baterai lithium-ion komersial saat ini berkisar 250 watt-jam per kg dan 700 watt-jam per liter; sedangkan kepadatan energi baterai lithium-sulfur berkisar 400 watt-jam per kg dan 400 watt-jam per liter. Kepadatan energi baterai lithium versi baru dari tim ahli itu berkisar 360 watt-jam per kg dan 581 watt-jam per liter. Jadi, kepadatan energinya melebihi baterai lithium-ion dan lithium-sulfur (Science Daily, 28/3/2019).

Target riset lanjutan tim ahli itu meraih kepadatan energi pada level 400 watt-jam per kg dan 700 watt-jam per liter serta mengembangkan prototipe baterai skala besar. Misalnya, tim ahli itu telah menghasilkan suatu standar ‘three-layer pouch cell’ – standar baterai untuk produk-produk seperti kendaraan-kendaraan listrik--dengan kapasitas lebih dari 1.000 milliamp-jam. “We're working on that. This may be useful for some niche applications, like a drone with long range. I think this is a new arena for research,” papar Profesor Ju Li (Massachusetts Institute of Technology, 28/3/2019). 

Oleh: Servas Pandur