INDAS.ID - Bayangkan bila Anda tidak perlu mengisi baterai ponsel atau laptop Anda selama berminggu-minggu. Saat ini para peneliti telah mencapai cara baru untuk membuat baterai isi ulang berdasarkan fluoride, bentuk bermuatan negatif, atau anion, dari unsur fluor.
"Baterai Fluorida dapat memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi, yang berarti bahwa mereka dapat bertahan lebih lama - hingga delapan kali lebih lama daripada baterai yang digunakan saat ini," kata rekan penulis studi Robert Grubbs, Caltech Victor dan Elizabeth Atkins Profesor Kimia dan pemenang Hadiah Nobel 2005 bidang Kimia. "Tapi fluoride bisa sulit untuk diatasi, terutama karena sangat korosif dan reaktif."
"Kami masih dalam tahap awal pengembangan, tetapi ini adalah baterai fluoride yang dapat diisi ulang pertama yang bekerja pada suhu kamar," kata Simon Jones, seorang ahli kimia di JPL.
Baterai mendorong arus listrik oleh 'shuttling' atom bermuatan - atau ion - antara elektroda positif dan negatif. Proses bolak-balik ini berlangsung lebih mudah pada suhu kamar ketika cairan terlibat. Dalam kasus baterai lithium-ion, lithium dialihkan antara elektroda dengan bantuan larutan cair, atau elektrolit.
"Mengisi ulang baterai seperti mendorong bola ke atas bukit dan kemudian membiarkannya berputar kembali, lagi dan lagi," kata rekan penulis Thomas Miller, profesor kimia di Caltech. "Kamu bolak-balik antara menyimpan energi dan menggunakannya."
Sementara ion lithium positif (disebut kation), ion fluoride yang digunakan dalam studi baru menanggung muatan negatif (dan disebut anion). Ada tantangan dan kelebihan untuk bekerja dengan anion dalam baterai.
"Untuk baterai yang tahan lebih lama, Anda perlu memindahkan sejumlah besar muatan. Bergerak kation logam berlipat ganda sulit dilakukan, tetapi hasil serupa dapat dicapai dengan memindahkan beberapa anion bermuatan tunggal, yang melakukan perjalanan dengan kemudahan komparatif," kata Jones, yang melakukan penelitian di JPL pada sumber daya yang diperlukan untuk pesawat ruang angkasa.
"Tantangan dengan skema ini membuat sistem bekerja pada tegangan yang dapat digunakan. Dalam studi baru ini, kami menunjukkan bahwa anion memang layak untuk diperhatikan dalam ilmu baterai karena kami menunjukkan bahwa fluoride dapat bekerja pada tegangan yang cukup tinggi."
Kunci untuk membuat baterai fluoride bekerja dalam bentuk cair daripada bentuk padat ternyata adalah cairan elektrolit yang disebut bis (2,2,2-trifluoroethyl) eter, atau BTFE. Pelarut inilah yang membantu menjaga ion fluoride tetap stabil sehingga dapat mengalirkan elektron ke depan dan belakang dalam baterai.
Pada titik itu, Jones meminta bantuan Miller untuk memahami mengapa solusi itu berhasil. Miller dan kelompoknya melakukan simulasi komputer terhadap reaksi dan menemukan aspek-aspek BTFE yang menstabilkan fluoride. Dari sana, tim dapat mengubah solusi BTFE, memodifikasinya dengan aditif untuk meningkatkan kinerja dan stabilitasnya.
"Kami membuka cara baru untuk membuat baterai yang tahan lama," kata Jones.
(Sumber Artikel:
California Institute of Technology)
