Kepadatan energi sel baterai  memberikan sebuah kemampuan jelajah kendaraan listrik. Sehingga semakin tinggi kepadatan energinya berarti bahwa mobil dapat dikendarai ratusan kilometer. 

Sebuah tim ilmuwan teknik yang dipimpin oleh John Goodenough, profesor di Cockrell School of Engineering di University of Texas di Austin, AS,  bersama rekannya telah berhasil  mengembangkan  all- solid-state battrey.Teknologi yang dikembangkan ini membuat baterai menjadi lebih aman, lebih cepat dalam peroses pengisian serta lebih tahan untuk berbagai perangkat telepon genggam, mobil listrik, dan sebagai penyimpanan energi.

Terobosan terbaru Goodenough ini diselesaikan bersama penelitia senior Cockrell, Helena Braga. Teknologi all-solid-state battery berbiaya rendah yang noncombustilble atau tidak menyedot energi besar sehingga tidak mudah terbakar. Baterai ini juga memiliki siklus hidup yang lama dari sisi ketahanan baterai dengan volume kapadatan energi yang tinggi dan kecepatan pengisian.

Para insinyur sendiri menjelaskan teknologi baru temuan mereka dalam sebuah makalah yang diterbitkan baru-baru ini dalam jurnalEnergi & Environmental Science.

“Biaya, keselamatan, kepadatan energi, tingkat kecepatan pengisian serta siklus hidup  merupakan hal yang sangat penting dalam baterai, dan hal ini harus didorong untuk adaptasi yang yang lebih luas. Kami percaya penemuan kami memecahkan banyak masalah yang melekat dalam baterai saat ini,” kata Goodenough.

Para peneliti menunjukkan bahwa sel baterai baru yang mereka temukan ini memiliki kepadatan energi tiga kali lebih banyak dari baterai lithium-ion yang ada  hari ini. Kepadatan energi sel baterai  memberikan sebuah kemampuan jelajah kendaraan listrik. Sehingga semakin tinggi kepadatan energinya berarti bahwa mobil dapat dikendarai  bermil-mil.

Formulasi baterai UT Austin juga memungkinkan untuk pengisian dalam jumlah besar dan siklus pemakaian. Ini artinya baterai akan lebih tahan lama, serta tingkat kecepatanya akan lebih cepat (menit bukan jam).

Baterai lithium-ion saat ini menggunakan cairan elektrolit untuk mengangkut ion lithium antara anoda (sisi negatif dari baterai) dan katoda (sisi positif dari baterai).

Jika sel baterai diisi terlalu cepat, dapat menyebabkan dendrit atau “metal whiskers” untuk membentuk dan menyeberang melalui cairan elektrolit, menyebabkan atau memicu arus pendek yang dapat menyebabkan ledakan dan kebakaran. Alih-alih elektrolit cair, para peneliti mengandalkan elektrolit kaca yang memungkinkan penggunaan anoda alkali-logam tanpa pembentukan dendrit.

Penggunaan anoda alkali-logam (lithium, natrium atau kalium) – yang tidak mungkin dengan baterai konvensional – meningkatkan kepadatan energi dari katoda dan memberikan siklus hidup lebih panjang. Dalam percobaan sel,  peneliti telah menunjukkan lebih dari 1.200 siklus.

Selain itu, karena elektrolit padat-kaca dapat beroperasi, atau memiliki konduktivitas yang tinggi, pada -20 derajat Celsius, jenis baterai di mobil bisa tampil baik di derajat cuaca di bawah nol. Ini adalah sel All-solid-state battery pertama yang dapat beroperasi di bawah 60 derajat Celcius.

Braga mulai mengembangkan elektrolit padat-kaca dengan rekan-rekan saat dia di University of Porto di Portugal. Sekitar dua tahun lalu, ia mulai berkolaborasi dengan Goodenough dan peneliti Andrew J. Murchison di UT Austin.

Braga mengatakan bahwa Goodenough membawa pemahaman tentang komposisi dan sifat-sifat elektrolit kaca-padat yang mengakibatkan versi baru dari elektrolit yang kini dipatenkan melalui divisi Komersialisasi Teknologi UT Austin.

Keuntungan lain adalah bahwa sel-sel baterai dapat dibuat dari bahan ramah lingkungan. “Kaca elektrolit memungkinkan untuk substitusi murah sodium untuk lithium. Sodium diekstrak dari air laut yang banyak tersedia,” kata Braga.

Goodenough dan Braga terus untuk memajukan penelitian terkait baterai mereka dan bekerja pada beberapa paten.Dalam jangka pendek, mereka berharap untuk bekerja dengan pembuat baterai untuk mengembangkan dan menguji bahan baru mereka di kendaraan listrik dan perangkat penyimpanan energi.(koran-jakarta.com)