Riset Baterai Pengisian Cepat: Panas, Berteknologi Super & Menakjubkan!

Sejak ponsel menjadi populer, pentingnya baterai listrik yang dapat diisi ulang terus berkembang di seluruh dunia. Menurut Wikipedia, pada tahun 2013, diperkirakan ada 6,8 miliar ponsel yang digunakan secara global (termasuk smartphone) dan 97 dari setiap 100 orang di dunia memiliki setidaknya satu ponsel. Angka-angka ini termasuk beberapa yang termiskin di antara kita. Sementara sejumlah besar pengguna tidak hanya melakukan panggilan suara (dan pesan teks yang jarang), ketersediaan ‘aplikasi’ (atau aplikasi) gratis, luar biasa, dan mudah digunakan, yang tumbuh dalam variasi dan jumlah dari hari ke hari , secara bertahap menarik banyak orang dalam kategori ini untuk menjadi pengguna ponsel ‘inti’. Banyak orang yang menggunakan PC sebagai perangkat komputasi utama mereka saat ini, menyadari bahwa PC akan segera melepaskan posisi keunggulan mereka di dunia komputasi, juga mulai beralih ke ponsel cerdas. Faktor-faktor ini diperkirakan akan menyebabkan peningkatan 35% dalam jumlah pengguna smartphone pada tahun 2020 (atau 9,2 miliar pengguna, secara global).

Saat smartphone menjadi lebih tipis, lebih Berita bola ringan, lebih pintar, menggunakan layar yang lebih besar dan sebagainya, mereka juga menjadi lebih haus daya. Dengan demikian, kebutuhan kritis akan baterai pengisian daya super cepat berkapasitas tinggi yang dapat diisi ulang berkali-kali sebelum dibuang, demi kesuksesan smartphone masa depan.

Ada juga aplikasi penting lainnya, yang bergantung pada baterai pengisian cepat untuk kesehatannya. Salah satunya adalah industri kendaraan listrik (EV) yang sangat diminati. Pengguna mengharapkan waktu pengisian ulang baterai sebanding dengan waktu yang dibutuhkan untuk mengisi bahan bakar di SPBU hari ini yaitu sekitar 4-5 menit. Aplikasi lain yang sangat penting ada di jaringan pintar – stasiun manajemen daya listrik yang cerdas, di mana input listrik dan arus keluar ke pengguna dikelola. Baterai berkapasitas besar, pengisian / pengurasan cepat diperlukan untuk menyimpan kelebihan energi (setiap kali input melebihi permintaan) dan melepaskannya setiap kali ada defisit. Yang kurang penting, namun penting, adalah baterai pengisian cepat yang digunakan pada jam tangan pintar, rumah pintar, dan perangkat kesehatan pribadi (PHD).

Beberapa tahun yang lalu, menjadi sangat jelas bahwa baterai Lithium-ion (teknologi baterai terbaik yang digunakan saat ini) akan sangat tidak memadai untuk kebutuhan masa depan. Ada jurang yang begitu lebar antara teknologi Li-ion dan proyeksi baterai masa depan, sehingga menjadi sangat jelas bahwa “lompatan kuantum” (atau revolusi) dalam teknologi baterai sudah cukup. Itulah sebabnya, meskipun belum muncul dalam berita, penelitian yang ramai dan hiruk pikuk telah diluncurkan di banyak pusat Litbang Universitas & Korporat terkemuka untuk menemukan teknologi baterai masa depan yang agung dengan fitur-fitur seperti: mengisi waktu sesuai urutan dari beberapa menit atau bahkan detik (wow!), bobot yang lebih rendah (turun sampai setengah dalam kasus baterai EV), kapasitas yang lebih besar,

Berpikir untuk mencapai “lompatan kuantum” dalam teknologi dalam waktu 1-2 tahun akan membuat banyak orang di komunitas ilmiah tercengang di masa lalu. Tapi sekarang, banyak hal telah berubah! Manusia, yang telah memajukan batas-batas pengetahuan ilmiah dengan lompatan & batas yang belum pernah terjadi sebelumnya, para peneliti saat ini, yang duduk di puncak pengetahuan ilmiah, tampaknya menawarkan solusi yang sangat menjanjikan hanya dengan setetes topi!

Jadi, inilah deretan teknologi paling menjanjikan yang sedang menjalani penelitian pada saat menulis artikel ini. (Catatan: Penelitian baterai pengisian cepat saat ini dibanjiri dengan banyak teknologi alternatif yang bersaing untuk mendapatkan tempat No. 1. Karena begitu banyak, penulis belum mencoba menyajikan daftar yang lengkap. Sebaliknya, daftar di bawah ini mewakili yang terbaik dari semuanya, menurutnya.)

TEKNOLOGI ALUMINIUM-GRAFIT (lihat Referensi No. 2 & 4 untuk lebih jelasnya):

Di urutan teratas adalah teknologi grafit aluminium yang sedang dikembangkan di Universitas Stanford, AS. Ini luar biasa karena waktu pengisian 1 menit (ya, 60 detik!). Meskipun kapasitasnya sekitar setengah dari Li-ion, kekurangan ini dapat menutupi kekurangan ini dengan waktu pengisian yang luar biasa. Dibandingkan dengan umur Li-ion sekitar 1000 siklus pengisian, Aluminium-grafit bertahan setidaknya 7.500 siklus. Ini jauh lebih aman daripada Li-ion juga – para peneliti mengatakan bahwa bahkan jika Anda mengebornya, ia tidak akan terbakar!

ALUMINIUM-AIR TECHNOLOGY (FOR EVs) (Referensi No. 1 & 2):

Dalam baterai Aluminium-air (Al-air), oksigen dari udara digunakan di katoda dan akibatnya, oksidator terpisah tidak diperlukan. Jenis baterai ini memiliki kepadatan energi yang dapat menyuplai EV dengan daya sebesar itu agar setara dengan baterai bertenaga bensin. Kisaran pada satu muatan penuh sekitar 1000 mil! Anda mungkin hanya perlu beberapa kali mengisi ulang jika Anda berkendara hingga 2.000 mil sebulan!

Yang menarik dari baterai ini adalah beratnya hanya setengah dari baterai Lithium saat ini. Dengan setengah dari berat baterai hilang, Anda mendapatkan lebih banyak muatan untuk membawa penumpang & barang (Catatan: Baterai sejauh ini merupakan komponen terberat dari sebuah EV. Di Tesla Roadster, misalnya, baterai berkontribusi sekitar sepertiga dari total berat, sehingga berat yang dihemat, yaitu seperenam dari total, cukup besar).

ALUMINIUM-AIR TECHNOLOGY (FOR EVs) (Referensi No. 2):

Ini adalah tipe yang berbeda dengan teknologi Al-air yang dibahas di atas. Wow karena mengalir di atas air (air biasa dan juga air laut) dan memiliki kapasitas 40 kali Li-ion!

PENGISIAN CEPAT BERBASIS NANOTEKNOLOGI (Referensi No. 5):

StoreDot Ltd., sebuah perusahaan teknologi tinggi Israel dalam pengisian baterai cepat akan segera keluar dengan “FlashBattery untuk SmartPhones”, pengisi daya smartphone universal. Perusahaan menggunakan senyawa organik berpemilik yang dibuat / dimanipulasi menggunakan nanoteknologi.

Apa yang membuatnya memukau? Ini dapat mengisi ulang ponsel apa pun, apa pun merek atau modelnya, dalam waktu satu menit (maks)!

Selain ponsel, pengisi daya dapat digunakan untuk mengisi daya perangkat yang dapat dikenakan, PHD, tablet, dan sejenisnya. Namun, ada kekurangannya – meskipun terbukti, itu belum tersedia secara komersial! Mungkin perlu waktu satu tahun dari sekarang sebelum tersedia di toko ritel.

StoreDot juga akan menawarkan “FlashBattery for EV”, pengisi daya cepat untuk mobil listrik segera. Produk ini dijadwalkan untuk mengisi baterai mobil hanya dalam lima menit!

MENGISI DAYA CEPAT PADA GELOMBANG RADIO (Referensi No. 2):

Dalam teknologi ini, daya listrik yang digunakan untuk pengisian daya disalurkan melalui gelombang radio.

Tidak terlalu mengejutkan, kecuali nirkabel dan mengisi daya dari jarak hingga 20 kaki. Dan ada tangkapan juga – itu tidak segera tersedia di pasar.

TEKNOLOGI ALIRAN ORGANIK (Referensi No. 2 & Wikipedia):

Dikembangkan oleh MIT (Massachusetts Institute of Technology), teknologi aliran organik menghasilkan listrik menggunakan zat organik, AQDS (9,10-anthraquinone-2,7-disulphonic acid) sebagai pembawa muatan.

Ini membuat kami kagum dengan memotong 97% dari biaya produksi listrik (bersumber baterai) – sementara baterai logam menyediakan daya 1 KWh seharga $ 700, baterai aliran organik memberi Anda daya sebesar itu hanya dengan $ 27!

NANOBATTERI (Referensi No. 2, 6 & Wikipedia):

Nanobatteries dibuat dari baterai berukuran “nano” (yaitu ukuran dalam kisaran 10 hingga -9 meter). Baterai “Nano” dibuat dengan menempatkan dua elektroda di lubang kecil (atau “nanopori”) di membran isolasi listrik atau senyawa logam (seperti aluminium oksida) yang dipisahkan oleh film isolasi tipis. Sejumlah besar “pori-pori” digabungkan untuk membentuk baterai penuh.

Adakah yang superlatif tentang mereka? Iya! Nanopori sangat kecil ukurannya sehingga tidak terlihat satu per satu. Mereka dapat menahan hingga empat kali energi Li-ion dan mengisi hingga penuh dalam 10 menit. Selain itu, mereka memiliki umur sekitar 1.000 siklus pengisian daya.

LITHIUM-TITANIUM DIOXIDE TECHNOLOGY (FOR EVs) NTU (Referensi No. 7 & Wikipedia):

Ini merupakan terobosan teknologi dari Nanyang Technological University (NTU) yang berbasis di Singapura. Dengan mengubah katoda grafit yang terdapat pada baterai Li-ion menjadi gel berbiaya rendah yang terbuat dari titanium dioksida, NTU mengklaim telah mengembangkan baterai pengisian sangat cepat yang mengisi hingga 70% dari kapasitasnya dalam dua menit! Terlepas dari waktu pengisian dua menit, yang menarik adalah umurnya yang luar biasa yaitu 20 tahun.

Terutama ditargetkan pada kendaraan listrik, faktor umur baterai diharapkan dapat sangat mengurangi biaya yang seharusnya muncul karena penggantian baterai yang sering.

CATATAN: Seperti yang disebutkan sebelumnya, penelitian baterai pengisian cepat adalah bidang yang berkembang saat ini yang dipenuhi dengan beberapa teknologi alternatif yang menjanjikan. Teknologi berdasarkan substrat busa logam, silikon, ion natrium, sel bahan bakar mikroba bertenaga urin, matahari, hidrogen, jelaga lilin, dan beberapa lainnya yang berada di bawah R&D telah dilewati saat membuat daftar di atas, yang menurut penulis adalah yang terbaik dari banyak. Salah satu kelalaian penting adalah teknologi “over the air charging” dari Meredith Perry, yang menggunakan listrik yang ditransmisikan melalui ultrasound untuk pengisian daya. Teknologi yang sangat ditunggu-tunggu hingga beberapa waktu yang lalu, tampaknya gagal lulus tes evaluasi baru-baru ini sehingga harus dibatalkan dari pertimbangan.

 

Leave a Reply

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