Tim peneliti di Cina berhasil merumuskan baterai baru yang dikenal sebagai ‘baterai air’, yang memiliki umur hingga sepuluh kali lebih lama dibandingkan baterai terbaik saat ini. Baterai inovatif ini mampu bertahan tanpa mengalami degradasi dan dapat dibuang dengan aman ke lingkungan.
Menurut Livescience, tim peneliti tersebut menerapkan metode Polimer Organik Kovalen tersintetis (COPs) dengan menggunakan hexaketone-tetraaminodibenzo-p-dioxin. Molekul ini terdiri dari elemen-elemen kuat seperti nitrogen dan karbon, yang terikat dalam struktur padat dengan bukaan yang jelas, digunakan sebagai anoda untuk ion magnesium dan kalsium.
Umumnya, polimer organik memiliki umur yang pendek karena mudah terurai dalam elektrolit berbasis air. Ini bisa berbahaya karena dalam kondisi tertentu, elektrolit tersebut dapat menyebabkan ledakan. Namun, elektrolit dengan pH sangat rendah ini justru berperan penting untuk memindahkan ion di antara anoda dan katoda, sehingga menjadikan baterai air ini tidak mudah terbakar dan lebih ekonomis dibandingkan baterai konvensional.
Dalam penelitian yang dipublikasikan di jurnal Nature Communications pada 18 Februari lalu, peneliti menemukan senyawa hexaketone-tetraaminodibenzo-p-dioxin yang menggabungkan karbonil ber-kerapatan tinggi, yang ideal untuk menarik ion positif. Dengan bantuan molekul tetraaminodibenzo-p-dioxin yang kaku, senyawa ini mampu mempertahankan struktur datar mirip sarang lebah.
Polimer Organik Kovalen yang dikembangkan oleh tim dari Departemen Ilmu dan Teknik Material di City University of Hong Kong, Laboratorium Energi Baru dan Material Fungsional Baru Yan’an University, dan Laboratorium Material Danau Songshan di Guangdong menunjukkan performa baik dalam elektrolit dengan pH netral atau 7,0. Menariknya, elektrolit ini juga ramah lingkungan dan bisa digunakan sebagai cairan perendam dalam proses produksi tahu.
Keunggulan dari elektrolit netral ini adalah mampu mendorong ion-ion dengan efisiensi tinggi tanpa menyebabkan korosi pada COPs. Para peneliti menyatakan bahwa polimer ini dapat menjalani hingga 120 ribu siklus pengisian, yang lebih dari sepuluh kali lipat umur baterai lithium-ion yang umumnya hanya mampu bertahan sekitar 10.000 siklus. Diperkirakan, baterai air ini dapat bertahan hingga 300 tahun sebelum perlu diganti.
Selain itu, elektrolit yang digunakan dalam baterai ini tidak beracun dan dapat dibuang langsung, menjadikannya alternatif yang lebih baik dalam hal keberlanjutan. Kelebihan lainnya adalah sifatnya yang tidak mudah terbakar dan biaya produksi yang lebih rendah.
Namun, meskipun memiliki banyak keunggulan, baterai air ini memiliki kelemahan karena tidak dapat menyimpan energi sebesar baterai lithium-ion atau sodium-ion. Hal ini disebabkan oleh batasan tegangan maksimum pada elektroda berbasis air. Biasanya, solusi untuk masalah ini adalah dengan membangun sistem penyimpanan baterai air yang lebih besar.
Leave a Reply