Courtesy of InterestingEngineering

Terobosan Baterai Natrium All-Solid-State Tahan Suhu Rendah dan Efisien

Meningkatkan performa baterai berbasis natrium agar bisa berfungsi optimal pada suhu ruang dan di bawah nol derajat, sehingga menawarkan solusi penyimpanan energi yang lebih terjangkau dan berkelanjutan sebagai alternatif atau pelengkap baterai lithium.

18 Sep 2025, 07.03 WIB

110 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Baterai natrium solid-state menunjukkan kemajuan signifikan dalam kinerja pada suhu ruangan dan subzero.
Struktur metastabil baru memungkinkan konduktivitas ionik yang sangat tinggi, membuka jalan untuk baterai natrium yang lebih kompetitif.
Kolaborasi antara lithium dan natrium dalam produksi baterai dapat meningkatkan keberlanjutan dan efisiensi penyimpanan energi.

Chicago, Amerika Serikat - Baterai lithium selama ini menjadi pilihan utama untuk menyimpan energi di kendaraan listrik, elektronik, dan jaringan listrik. Namun, lithium memiliki kelemahan biaya tinggi dan kelangkaan sumber daya. Hal ini mendorong para ilmuwan mencari alternatif bahan yang lebih murah dan melimpah, seperti natrium. Natrium memang merupakan pilihan yang menarik, tetapi teknologi baterai berbasis natrium mengalami kesulitan dalam performa pada suhu yang biasa kita gunakan sehari-hari.

Kini, ilmuwan dari University of Chicago bersama dengan peneliti dari Singapura berhasil membuat terobosan penting. Mereka berhasil mengembangkan baterai natrium dengan elektrolit padat yang bisa bekerja dengan sangat baik pada suhu ruang dan bahkan sampai suhu di bawah nol derajat. Inovasi ini mengatasi kelemahan utama baterai natrium yang sulit berfungsi pada kondisi nyata di lapangan.

Kunci dari terobosan ini adalah menemukan struktur kristal metastabil yang disebut natrium hydridoborate. Struktur ini memiliki konduktivitas ionik yang jauh lebih tinggi dibandingkan yang pernah dipublikasikan sebelumnya. Cara membuatnya pun cukup sederhana dengan teknik pemanasan diikuti pendinginan cepat, yang memungkinkan struktur kristal ini terkunci stabil dan siap digunakan sebagai elektrolit solid-state.

Selain itu, baterai ini juga menggunakan katoda tipe O3 yang dilapisi elektrolit padat berbasis klorida sehingga bisa dibuat lebih tebal. Katoda yang tebal ini bermakna baterai bisa menyimpan lebih banyak energi dalam satu area tanpa menambah bahan yang tidak aktif. Ini membuat baterai natrium semakin mendekati performa baterai lithium sekaligus menawarkan biaya yang lebih rendah.

Penelitian ini membuka jalan baru untuk teknologi baterai yang lebih ramah lingkungan dan hemat biaya. Para peneliti menegaskan ini bukan tentang memilih natrium atau lithium secara eksklusif, namun keduanya akan saling melengkapi di masa depan. Dengan kemajuan ini, harapan menuju baterai sodium yang layak komersial semakin nyata dan dapat mempercepat transisi energi bersih.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/sodium-solid-state-batteries-freezing-temps

Analisis Ahli

Y. Shirley Meng

"Teknologi ini mendekatkan kita pada solusi fabrikasi baterai yang mampu memanfaatkan kedua kimia natrium dan lithium, menggambarkan pendekatan yang realistis dan berkelanjutan untuk penyimpanan energi masa depan."

Analisis Kami

"Penemuan struktur metastabil dengan konduktivitas ionik sangat tinggi merupakan langkah besar untuk mengatasi keterbatasan baterai natrium sebelumnya, memperlihatkan potensi besar untuk aplikasi nyata. Namun, tantangan skala produksi massal dan stabilitas jangka panjang masih perlu diuji lebih lanjut agar teknologi ini bisa diterima industri secara luas."

Prediksi Kami

Di masa depan, baterai berbasis natrium dengan elektrolit padat metastabil kemungkinan akan semakin banyak dikembangkan dan memenuhi standar pasar, menjadi alternatif komersial yang layak untuk baterai lithium di berbagai aplikasi energi.

Pertanyaan Terkait

Apa yang menjadi fokus penelitian terbaru di UChicago PME?

Penelitian terbaru di UChicago PME berfokus pada baterai solid-state berbasis natrium yang dapat berfungsi pada suhu ruangan dan suhu subzero.

Mengapa natrium dianggap sebagai alternatif untuk lithium dalam baterai?

Natrium dianggap sebagai alternatif untuk lithium karena lebih murah dan lebih melimpah, serta mengurangi dampak lingkungan dari ekstraksi lithium.

Apa yang membedakan struktur metastabil dalam penelitian ini?

Struktur metastabil yang stabil dalam penelitian ini memiliki konduktivitas ionik yang sangat tinggi, jauh lebih tinggi dibandingkan dengan yang dilaporkan sebelumnya.

Bagaimana desain katoda yang lebih tebal mempengaruhi kinerja baterai?

Desain katoda yang lebih tebal meningkatkan kepadatan energi baterai dengan mengurangi jumlah material tidak aktif dan meningkatkan jumlah material aktif.

Apa tujuan jangka panjang dari penelitian ini?

Tujuan jangka panjang dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan solusi penyimpanan energi yang dapat menggunakan kedua kimia lithium dan natrium.