Terobosan dalam Teknologi Baterai dan Energi Berkelanjutan

Para ilmuwan di Technical University of Munich dan TUMint.Energy Research telah mengembangkan material solid-state baterai yang memiliki kemampuan menghantarkan ion lithium lebih dari 30 persen lebih cepat dibandingkan material lain yang ada. Ini merupakan terobosan penting dalam teknologi baterai. Material baru ini terbuat dari kombinasi lithium, antimon, dan scandium, di mana scandium menggantikan sebagian lithium untuk menciptakan vakansi dalam struktur kristal. Vakansi ini memungkinkan ion lithium bergerak lebih leluasa dan meningkatkan konduktivitas secara signifikan. Keunggulan material ini bukan hanya pada kecepatan konduktivitas ionnya, tetapi juga kestabilan termal dan kemudahannya dalam diproduksi menggunakan proses kimia yang sudah mapan. Ini berarti teknologi ini dapat lebih cepat diterapkan secara praktis di masa depan. Untuk memastikan hasilnya benar, tim melakukan validasi independen dengan metode pengukuran yang dimodifikasi, karena material ini juga menghantarkan listrik. Tim yakin penemuan ini bisa menjadi cetak biru untuk pengembangan material baterai lainnya yang lebih efisien. Mereka sudah mengajukan paten atas penemuan ini dan berharap material ini dapat mempercepat pengembangan baterai solid-state yang lebih cepat, lebih aman, dan lebih efisien. Penelitian ini didukung oleh pemerintah Bavaria dan telah dipublikasikan dalam jurnal ilmiah terkemuka.

Para peneliti dari Perancis dan Spanyol berhasil mengembangkan material baru berbasis metakaolin yang menyerupai semen dan sekaligus berfungsi sebagai baterai yang bisa diisi ulang. Material ini memungkinkan bangunan tidak hanya kuat tetapi juga dapat menyimpan energi, membuka banyak kemungkinan untuk masa depan energi terbarukan. Bahan utama yang digunakan adalah metakaolin, jenis aluminosilikat sintetis yang dibuat dari tanah liat. Ketika dicampur dengan larutan khusus, metakaolin berubah menjadi geopolymer yang tahan lama dan memiliki kemampuan menyimpan energi dengan memasukkan elektroda seng dan mangan dioksida ke dalamnya. Material ini berbeda dari semen Portland biasa karena mampu menyimpan energi secara elektrokimia, lebih efisien, serta ramah lingkungan karena produksi geopolymer lebih rendah emisi karbon. Selain itu, sifat asam ringan dari bahan ini mencegah reaksi yang biasanya mengurangi kemampuan baterai untuk diisi ulang, sehingga baterai ini bisa dipakai berulang kali. Masalah yang dihadapi masih berupa evolusi hidrogen yang dapat merusak struktur material dan menurunkan performa baterai. Namun, para peneliti menawarkan solusi dengan desain modular yang memungkinkan bagian baterai diganti dengan mudah tanpa mengurangi kekuatan bangunan. Selain itu, kadar air dalam bahan ini juga sangat penting untuk menjaga kestabilan dan konduktivitas. Penyesuaian komposisi dan proses pengeringan menjadi kunci untuk membuat material ini lebih siap diterapkan di kehidupan nyata. Penemuan ini menjadi langkah besar menuju bangunan pintar yang juga berfungsi sebagai penyimpan energi.

Elektrifikasi kendaraan adalah langkah penting dalam mengurangi emisi karbon, terutama untuk alat berat di lokasi terpencil seperti pertambangan. Namun, penggunaan baterai dalam alat berat membawa risiko besar berupa thermal runaway yang bisa menyebabkan kebakaran. WATTALPS, perusahaan asal Prancis, mengembangkan solusi inovatif dengan sistem pendinginan imersif menggunakan cairan dielektrik yang tidak mudah terbakar. Teknologi ini berfungsi untuk mengalirkan dan menghilangkan panas dari baterai secara efektif. Sistem pendinginan ini juga melindungi baterai dari debu dan karat, serta membantu menjaga suhu saat baterai diisi ulang dengan cepat. Hal ini penting karena alat berat memerlukan daya besar dan pengisian cepat yang dapat menimbulkan panas tinggi. Baterai modular WATTALPS memiliki tegangan yang dapat disesuaikan dari 48 hingga 800 volt dengan kapasitas hingga 500 kWh. Baterai ini juga mampu beroperasi dengan baik pada suhu ekstrim dan dilengkapi perlindungan standar IP67 dan IP6K9K. Teknologi ini sudah diterapkan pada alat berat, namun berkat desain modularnya, juga dapat digunakan untuk peralatan kecil di darat maupun di air, memberikan solusi penyimpanan energi yang aman dan efisien di berbagai bidang.