Tim Peneliti Tiongkok Ciptakan Baterai Awet 300 Tahun

Inovasi Baterai Air yang Mampu Bertahan Selama 300 Tahun

Para peneliti di Tiongkok telah mengembangkan sebuah formula baterai air yang menawarkan umur yang jauh lebih panjang dibandingkan baterai konvensional. Baterai ini diklaim mampu bertahan hingga 10 kali lipat dari baterai terbaik saat ini, tanpa mengalami degradasi dan dapat dibuang secara aman ke lingkungan.

Baterai air ini menggunakan metode Polimer Organik Kovalen tersintetis (COPs), yaitu senyawa hexaketone-tetraaminodibenzo-p-dioxin. Molekul organik yang sangat kuat ini terdiri dari nitrogen dan karbon yang saling terikat dalam struktur yang ketat dengan bukaan yang jelas. Senyawa ini berfungsi sebagai anoda untuk ion-ion magnesium dan kalsium.

Polimer organik biasanya memiliki kegunaan terbatas karena rentan terhadap kerusakan dalam elektrolit berbasis air. Elektrolit tersebut bisa bersifat asam atau alkalin ekstrem, yang menyebabkan korosi dan bahkan dekomposisi elektrolit yang berpotensi memicu ledakan. Namun, baterai air memiliki keunggulan dalam hal keamanan karena tidak mudah terbakar, sehingga menjadi alternatif yang lebih murah dibandingkan baterai konvensional.

Dalam studi yang diterbitkan di jurnal Nature Communications pada 18 Februari lalu, para peneliti menemukan bahwa senyawa spesifik seperti hexaketone-tetraaminodibenzo-p-dioxin mampu menggabungkan karbonil berkerapatan tinggi dengan molekul tetraaminodibenzo-p-dioxin. Struktur rigid ini membantu menjaga senyawa hexaketone dalam bentuk datar yang mirip sarang lebah.

Polimer Organik Kovalen yang dikembangkan oleh tim peneliti dari berbagai institusi seperti Departemen Ilmu dan Teknik Material di City University of Hong Kong, Laboratorium Energi Baru dan Material Fungsional Baru Yan’an University, serta Laboratorium Material Danau Songshan di Guangdong, mampu menunjukkan performa baik dalam elektrolit dengan pH netral atau 7,0. Elektrolit ini ramah lingkungan dan bahkan bisa digunakan sebagai cairan perendam dalam produksi tahu.

Elektrolit netral yang digunakan dalam riset ini memungkinkan ion-ion bergerak dengan efisiensi tinggi. Dengan struktur yang teratur, polimer ini tidak mengalami korosi. Menurut data dari Energy Sustainability Directory, baterai ini mampu melakukan 120 ribu siklus charge—lebih dari 10 kali lipat dari umur baterai ion litium. Jika digunakan dalam grid listrik, baterai air bisa bertahan sekitar 300 tahun sebelum perlu penggantian.

Selain itu, elektrolit yang digunakan ramah lingkungan karena tidak beracun dan bisa langsung dibuang. Sifat ini ditambahkan dengan sifat non-flammable dan biaya produksi yang rendah membuat baterai air semakin menarik.

Meskipun memiliki keunggulan, baterai air juga memiliki kelemahan. Daya simpannya tidak sebesar baterai lithium-ion atau sodium-ion (Na-ion). Hal ini disebabkan oleh batasan tegangan maksimum dari elektroda berbasis air. Untuk mengatasi hal ini, sistem penyimpanan baterai air biasanya dibangun dalam ukuran yang lebih besar.