Ponsel cerdas, tablet, dan perangkat elektronik lainnya bekerja dengan baterai yang dapat diisi ulang, tetapi setelah ribuan siklus penggunaan, baterai mulai kehilangan kemampuannya untuk mengisi daya. Sebagian besar baterai modern adalah litium, tetapi lama kelamaan litium di dalam baterai akan mengalami korosi.
Alih-alih lithium, para peneliti di University of California, Irvine menggunakan kawat nano emas untuk menyimpan muatan listrik, dan sistem yang mereka kembangkan ternyata lebih unggul dari baterai lithium tradisional. Ini bertahan 200.000 siklus pengisian ulang tanpa kerusakan yang signifikan pada sifat dan tanda-tanda korosi.
Namun, mereka masih belum sepenuhnya memahami mengapa hal ini bisa terjadi. Ide awal dari percobaan ini adalah membuat baterai elektrolit padat, di mana pasta elektrolit digunakan sebagai pengganti elektrolit cair. Baterai cair, seperti litium, sangat mudah terbakar dan sensitif terhadap suhu. Peneliti bereksperimen menggunakan pasta kental dan konduktif.
“Kami memulai siklus pengisian ulang perangkat, dan kemudian menyadari bahwa perangkat tidak akan 'mati',” kata pemimpin studi Reginald Penner. "Tapi sejauh ini kami tidak memahami mekanisme ini."
Menurut teknologi baru, untuk membuat baterai digunakan kawat nano emas, ukurannya tidak lebih tebal dari bakteri, dilapisi dengan oksida mangan dan dilindungi oleh lapisan pasta elektrolit. Pasta berinteraksi dengan lapisan oksida untuk mencegah korosi. Semakin panjang kawat nano, semakin besar luas permukaannya, dan semakin banyak muatan yang dapat ditampungnya. Peneliti lain telah bereksperimen dengan kawat nano untuk waktu yang lama, tetapi tidak seperti mereka, para ilmuwan di Universitas Irvine adalah orang pertama yang menyarankan penggunaan pasta pelindung.
“Pasta lebih dari sekadar menyatukan kabel. Tampaknya membuat oksida logam lebih lembut dan lebih tahan terhadap retak,”kata Penner.
Teknologi ini menjanjikan untuk meningkatkan masa pakai baterai di elektronik konsumen hingga 400 kali lipat, tetapi sejauh ini platform pengujian bukanlah baterai asli. Baterai memiliki anoda tempat arus listrik memasuki sistem dan katoda yang melaluinya keluar. Sebaliknya, para ilmuwan mengikat dua katoda menjadi satu, yang saling menggantikan saat mengisi daya. Siklus penggantian katoda yang terus menerus menjadikannya sistem yang ideal untuk menguji beberapa pengisian ulang.
Penner mengatakan ini seperti proses menuangkan air dari satu cangkir ke cangkir lainnya dan kembali lagi. Setelah beberapa ratus siklus penuangan, sebagian air biasanya keluar, mengurangi “muatan”. Tapi sistem Penner, saat menuangkan air di antara "cangkir" 200 ribu kali, hanya kehilangan sekitar 5 persen.
Video promosi:
Meskipun penggunaan emas dalam jumlah yang dapat diabaikan dalam percobaan ini, hal ini dapat membuat produksi baterai semacam itu mahal. Penner menyarankan bahwa logam yang lebih umum seperti nikel dapat digunakan sebagai pengganti emas.
Sergey Lukavsky
