Efektif tidaknya baterai berkaitan langsung dengan densitas energi dari substansi kimianya (gambar kanan). Kombinasi baru, seperti lithium-sulphur atau metal-air menunjukkan adanya peningkattan densitas. Baterai Lithium-sulphur (LiS) menyempurnakan bagian katodenya. Seperti silikon di anode, sulfur dalam katode dapat menarik banyak lithium. Meskipun belum maksimal, densitas energi prototipe baterai Li-S (350 Wh/kg) telah melampaui densitas Li-ion.

Pada efisiensi lebih tinggi, ditemui dua masalah. Teorinya, densitas energ hanya dapat dicapai jika lithium murni yang dipakai pada anode (sukar dilakukan karena rekasinya dengan elektrolit). Tidak berbeda dengan sulfur, yang membentuk ion polisulfida dan berpindah ke anode dan mengurai lithium atau menempelkannya dalam bentuk Li2S. Baterai seperti ini hanya baik kondisinya pada siklus awal charging. Para periset Fraunhofer berhasil melindungi sulfur. Mereka menutupnya dengan selubung karbon dan memakai selubung yang sama pada anode.

Prototipe baterainya bisa bertahan hingga 2000 siklus charging. Tahun 2020 nanti, mereka optimis baterai LiS dengan densitas 600 Wh/kg (3x lipat dibandingkan Li-ion) akan siap dipasarkan. Densitas energi yang tidak jauh berbeda juga diusung para ahli dari University of Berkeley. Di sini, pada katode, sulfur yang menepel pada oksida grafit dilapis dengan disinfektan CTAB (cetyltrimethyl ammonium bromide). Lapisan CTAB tetap kuat meski sulfur mengembang hingga 75% saat lithium bergabung. Para ahli juga mengembangkan elektrolit yang tidak bereaksi dengan lithium. Baterai dari Berkeley yang kuat hingga 1500 siklus charging memiliki densitas energi 500 Wh/kg.

Simpan energi dengan metal dan air

Sejauh ini para ahli sepakat, baterai harus dalam kondisi hampa karena lithium berekasi dengan oksigen. Adapun baterai Metalair justru memanfaatkan reaksi tersebut. Saat proses discharging, atom metal dalam anode bereaksi dengan oksigen di udara dan melepaskan elektron menuju katode cathode (dalam bentuk ionion vioa elektrolit). Baterai ini bisa memiliki densitas hingga 1100 Wh/kg (jauh di atas baterai Li-ion).

Baterai Zinc-air telah ada sejak dulu, dimana zinc terurai setaiap proses discharging. Agar proses ini bisa dicegah, oksigen harus diloloskan selama proses recharging pada katode sehingga zinc kembali ke bentuk asal dari ion metal. Katalis khusus, seperti kalium alkali, dipakai sebagai proteksi udara bagi elektode zinc sehingga tidak teroksidasi. Baterai zinc-air dengan densitas energi setara Li-ion sudah digunakan, misalnya pada alat bantu pendengaran.

Start-up Imprint Energy telah mengembangkan baterai yang bisa dicetak dengan katalis a polimer untuk perangkat berukuran kecil karena sifatnya yang fleksibel. Baterai ini membutuhkan pasokan udara konstan saat dipakai sehingga tidak cocok untuk mobile device, tetapi mungkin cocok sebagai baterai mobil listrik (karena tidak mudah terbakar). Keawetannya menjadikan baterai ini pun layak diterapkan di electricity smart grid.

Leave a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *