MISSOURI – Sejumlah ilmuwan dari Universitas Missouri, Amerika Serikat (AS) telah mengembangkan baterai yang lebih aman dan bertenaga menggunakan teknologi solid-state. 

Saat ini sebagian besar baterai menggunakan elektrolit cair, yang membantu menyimpan dan melepaskan energi dengan cepat. 

Namun, cairan ini dapat terbakar jika baterai rusak atau terlalu panas, sehingga menimbulkan risiko keselamatan.

Baca Lainnya :

• Dampak Perubahan Iklim, Gletser Antartika yang Meleleh Berpotensi Picu Tsunami0
• Militer China Kembangkan Rudal Siluman, Mampu Hindari Deteksi Radar Musuh0
• Ilmuwan Temukan Zat Kimia Penyebab Planet Mars Berwarna Merah, Ini Penjelasannya0
• Fenomena Kosmik Langka, 7 Planet Sejajar Muncul Bersamaan pada 28 Februari 20250
• Ilmuwan Jelajahi Laut Merah yang Dibelah Nabi Musa, Kondisi di Dasar Laut Bikin Terkejut0

Para peneliti di University of Missouri tengah berupaya menemukan solusinya. Mengingat kebutuhan baterai sangat tinggi untuk mobil listrik hingga earbud nirkabel.

Baca juga: Ilmuwan Produksi Baterai Berlian Karbon-14 Pertama di Dunia, Masa Pakai Ribuan Tahun

Asisten Profesor Matthias Young dan timnya tengah mengembangkan baterai solid-state, yang menggantikan elektrolit cair dengan material padat. Baterai solid-state merupakan pergeseran paradigma dalam hal teknologi. 

Dalam baterai litium modern, ion bergerak dari satu elektroda ke elektroda lain melalui elektrolit cair (juga disebut konduktivitas ionik). Dalam baterai solid-state, elektrolit cair digantikan oleh senyawa padat yang memungkinkan ion litium bermigrasi di dalamnya.

Baterai solid-state tidak hanya lebih aman karena tidak adanya komponen organik yang mudah terbakar, tetapi juga menawarkan potensi peningkatan kepadatan energi yang dramatis. Hal ini memungkinkan baterai menyimpan lebih banyak energi dalam volume yang sama.

Baterai solid-state menggantikan pemisah polimer dan elektrolit yang digunakan dalam baterai lithium-ion konvensional dengan pemisah solid-state. Pemisah solid-state berfungsi sebagai isolator listrik dan konduktor ionik pada saat yang bersamaan. 

Baca juga: Keunggulan Kamera Baterai Magnetik, Bikin Pengawasan Rumah Lebih Fleksibel

Modifikasi ini memungkinkan anoda karbon atau silikon yang digunakan dalam baterai lithium-ion konvensional diganti dengan anoda logam-lithium. Penggunaan elektrolit padat yang kompak yang berfungsi sebagai penghalang fisik untuk dendrit lithium.

Para ilmuwan telah berjuang mengatasi masalah ini selama lebih dari satu dekade, tetapi tim Young membuat terobosan besar dalam memahami akar penyebabnya.

Saat elektrolit padat menyentuh katode baterai (bagian tempat listrik disimpan dan dilepaskan), lapisan yang sangat tipis—dengan ketebalan sekitar 100 nanometer—terbentuk di antara keduanya.

Lapisan ini menghalangi ion litium bergerak bebas, yang meningkatkan resistansi dan merusak kinerja baterai.

Baca juga: 5 Tren Teknologi AI yang Makin Canggih!

Dengan menggunakan mikroskop elektron transmisi pemindaian empat dimensi (4D STEM), para peneliti dapat memeriksa bagian dalam baterai tanpa membongkarnya.

Teknologi canggih ini memungkinkan mereka untuk melihat, pada tingkat atom, bagaimana lapisan yang tidak diinginkan ini terbentuk dan memengaruhi fungsi baterai.

Laboratorium Young mengkhususkan diri dalam menciptakan lapisan pelindung tipis menggunakan teknik yang disebut deposisi lapisan molekuler oksidatif (oMLD). 

Langkah selanjutnya adalah menguji apakah lapisan ini dapat mencegah reaksi yang tidak diinginkan antara elektrolit padat dan katode.

“Lapisan harus memiliki ketebalan yang tepat. Lapisan harus menghentikan reaksi tetapi tetap memungkinkan ion litium bergerak bebas, sehingga baterai tetap bekerja secara efisien,” kata Young.

Dengan merekayasa lapisan ini secara cermat pada tingkat skala nano, tim Young berharap dapat membuat baterai solid-state bekerja tanpa kehilangan kinerja. 

Jika berhasil, teknologi ini dapat menghasilkan baterai yang lebih aman, tahan lama, dan lebih bertenaga untuk segala hal mulai dari telepon pintar hingga kendaraan listrik.

Studi ini diterbitkan dalam Advanced Energy Materials, ditulis bersama oleh peneliti Nikhila C. Paranamana, Andreas Werbrouck, Amit K. Datta, dan Xiaoqing He di Universitas Missouri. (Wasis Wibowo)