Mohon tunggu...
Sucahya Tjoa
Sucahya Tjoa Mohon Tunggu... Konsultan - Lansia mantan pengusaha dan konsultan teknik aviasi, waktu senggang gemar tulis menulis. http://sucahyatjoa.blogspot.co.id/

Lansia mantan pengusaha dan konsultan teknik aviasi, waktu senggang gemar tulis menulis. http://sucahyatjoa.blogspot.co.id/

Selanjutnya

Tutup

Inovasi Pilihan

Baterai Besi-Natrium Dapat Bertahan Lebih Dari 700 Siklus

19 Desember 2024   15:05 Diperbarui: 19 Desember 2024   15:05 137
+
Laporkan Konten
Laporkan Akun
Kompasiana adalah platform blog. Konten ini menjadi tanggung jawab bloger dan tidak mewakili pandangan redaksi Kompas.
Lihat foto
Bagikan ide kreativitasmu dalam bentuk konten di Kompasiana | Sumber gambar: Freepik

Sebuah perusahaan startup AS menyatakan Baterai Besi-Natrium (Iron-Sodium) dapat mencapai zero loss setelah lebih dari 700 siklus (cyles), ini suatu terobosan baru.

Menurut perusahaan ini mengumumkan, sel-sel tersebut telah mencapai lebih dari 700 siklus tanpa kehilangan kapasitas energi dan efisiensi perjalanan pulang pergi (roundtrip) sebesar 90%, menggunakan kimia besi-natrium dalam format sel natrium logam klorida yang diproduksi secara komersial. Demikian diberitaakn oleh Rod Walton, Redaktur Pelaksana EnergyTech, 10 Desember 2024.

Baterai natrium-ion kembali menjadi sorotan. Alternatif potensial untuk litium-ion (Li-ion) di masa depan tengah merambah penelitian signifikan untuk mengembangkan solusi penyimpanan energi jangka panjang di masa depan.

Inlyte Energy bulan ini melaporkan telah mencapai hasil lanjutan dalam teknologi baterai besi-natriumnya, yang akan membantu perusahaan untuk mengatasi megatren listrik yang krusial: integrasi energi terbarukan berbiaya rendah, elektrifikasi industri yang efisien, dan kebutuhan kapasitas listrik untuk komputasi performa tinggi.

Pengumuman ini muncul tak lama setelah Laboratorium Nasional Argonne menggembar-gemborkan terobosan penelitiannya sendiri dalam meningkatkan baterai natrium-ion (NA+) dengan mencegah keretakan pada partikel katode. Seperti besi-natrium, natrium-ion, berbasis seng, dan aliran besi menunjukkan kemungkinan opsi durasi yang lebih lama daripada litium-ion, yang dalam penyimpanan energi skala utilitas hanya menawarkan waktu habis daya beberapa jam dalam pemakaian. Baca:

Baterai EV Lithium-ion Kemungkinan Besar akan Digantikan Baterai EV Natrium-ion

https://www.kompasiana.com/makenyok/63b030a64addee6cb078db52/baterai-ev-lithium-ion-kemungkinan-besar-akan-digantikan-baterai-ev-natrium-ion

Australia Memiliki Litium Namun Siap-siap Kedatangan Baterai Natrium-ion

https://www.kompasiana.com/makenyok/66a37b3734777c6db15c1244/australia-memiliki-litium-namun-siap-siap-kedatangan-baterai-natrium-ion 

Sumber: energytech.com
Sumber: energytech.com

Namun, litium-ion saat ini mendominasi baterai penyimpanan energi berskala besar dengan hampir 90% penggunaan di pasar. Baterai litium-ion baik untuk baterai kendaraan listrik dan cadangan baterai jangka pendek, tetapi dekarbonisasi jaringan listrik dan pengurangan intermittensi energi terbarukan akan memerlukan opsi yang meningkatkan durasi dan skalabilitas.

Inlyte dan perusahaan lain, termasuk yang bergerak di sektor baterai berbasis seng, yakin mereka sedang berupaya menemukan jawabannya.

"Baterai besi-natrium kami telah menunjukkan siklus stabil dalam sel berukuran komersial, yang membuktikan kesiapannya untuk ditingkatkan skalanya," kata Pendiri dan CEO Inlyte, Antonio Baclig, dalam sebuah pernyataan yang menggemakan presentasinya baru-baru ini di Pacific Northwest National Laboratory. "Teknologi ini menggabungkan yang terbaik dari siklus harian berkinerja tinggi dan penyimpanan jangka panjang berbiaya rendah, yang membuatnya mampu mengatasi tantangan energi saat ini." Katanya.

Baterai besi-natrium seperti milik Inlyte dapat mencapai efisiensi tinggi untuk siklus harian (4--10 jam) dan keterjangkauan untuk penyimpanan jangka panjang (24+ jam). Kemampuan ganda ini tidak hanya meningkatkan penggunaan energi terbarukan berbiaya rendah tetapi juga menawarkan pengganti yang hemat biaya untuk pembangkitan siaga berbahan bakar.

Menurut perusahaan ini mengatakan, sel tersebut telah mencapai lebih dari 700 siklus tanpa kehilangan kapasitas energi dan efisiensi bolak-balik 90 persen, menggunakan kimia besi-natrium dalam format sel natrium logam klorida yang diproduksi secara komersial. Hasilnya, yang mewakili pengujian selama lebih dari setahun, memproyeksikan masa pakai baterai setidaknya 7.000 siklus atau 20 tahun, ini menyamai kinerja baterai natrium nikel klorida tradisional yang telah terbukti, tetapi dengan biaya yang jauh lebih murah.

Tim Inlyte mencakup para ahli yang dilibatkan dalam akuisisi perusahaan pada tahun 2022 terhadap Beta Research yang berpusat di Inggris Raya, yang mengganti nikel dengan besi untuk mencapai pengurangan biaya dan kinerja tinggi.

Teknologi Inlyte Energy didukung oleh program ARPA-E Seed dari Departemen Energi AS, yang mendanai pekerjaan awal proyek tersebut, serta pendanaan ventura tahap awal dan akselerator seperti Activate dan Joules. Inlyte memperoleh investasi lanjutan tambahan pada September 2024 untuk mempercepat peningkatan skala teknologinya.

Inlyte menargetkan proyek demonstrasi komersial pada tahun 2025 dan manufaktur berskala besar di AS pada awal tahun 2027.

Seperti diketahui dunia sedang mencari elektroda yang jarang dipakai sebagai alternatif  pengganti Li-ion dalam penyimpanan energi jangka panjang.

Tidaklah berlebihan jika dikatakan bahwa litium-ion mendominasi pasar baterai dan penyimpanan energi dunia dalam upaya menuju nol emisi bersih.

Li-ion terkandung dalam mayoritas aplikasi untuk elektronik konsumen, baterai kendaraan listrik, serta proyek penyimpanan energi skala mikro dan utilitas. Dunia tengah menjajaki peluang rantai pasokan baru untuk memenuhi permintaan litium, termasuk lokasi penambangan baru di AS dan Amerika Utara dan di seluruh dunia. Baca:

Kisah Upaya BYD dan Tiongkok dalam Mendapatkan Litium untuk Baterai

https://www.kompasiana.com/makenyok/64a267d94addee5e8e77cfe2/kisah-upaya-byd-dan-tiongkok-dalam-mendapatkan-litium-untuk-baterai?page=all&page_images=1 

Namun, elemen baterai besar yang paling umum di dunia ini bukannya tanpa kekurangan yang dramatis. Faktanya, keterbatasannya sebagai sumber daya penyimpanan energi berdurasi pendek mendorong para pesaing untuk mencari opsi yang lebih lama dan lebih tahan lama jika transisi energi ingin berkembang menjadi masyarakat yang hampir 100% teraliri listrik.

Pilihannya sudah ada, meskipun skalanya dan permintaannya masih jauh tertinggal jika dibandingkan dengan litium. Alternatifnya termasuk aliran besi (iron-flow), anoda silikon, dan elemen seng, dan lain-lain.

Pencarian Alternatif  Yang Terbaik

Dunia memiliki persediaan litium yang melimpah, namun persaingan yang sehat dengan melibatkan perusahaan kimia lain akan berdampak baik bagi konsumen dan prospek pasokan jangka panjang penyimpanan baterai di sektor transportasi, jaringan mikro, dan skala utilitas.

"Seiring dengan semakin banyaknya energi terbarukan yang ditambahkan ke jaringan listrik, penyimpanan dengan durasi yang lebih lama akan menjadi penting untuk menyediakan listrik yang andal dan tangguh saat matahari tidak bersinar dan angin tidak bertiup," kata juru bicara ESS Inc., yang mengembangkan dan memasang teknologi penyimpanan aliran besi dengan durasi yang lebih lama di berbagai lokasi utilitas, komersial, dan industri.

"Baterai lithium-ion tradisional paling sering digunakan untuk durasi yang relatif singkat, dua hingga empat jam, yang tidak menyediakan kapasitas yang memadai untuk menyeimbangkan angin dan matahari yang terputus-putus dan menyediakan energi bersih" katanya pada  24/7/23.

Ketahanan daya baterai, begitulah istilahnya, menjadi kunci di sini. Bukan hanya seberapa rendah daya yang dapat dicapai, tetapi seberapa lama daya dapat bertahan, yang dapat menjadi kunci untuk mengalahkan dominasi lithium-ion di pasar baterai sebelumnya dan di masa mendatang.

Kerugian besar lainnya dari litium-ion adalah kapasitasnya menurun saat suhu turun.

"Baterai lithium-ion bekerja melalui gerakan aktif material di dalamnya. Saat suhu menurun, material ini secara alami bergerak lebih lambat pada kondisi yang tidak optimal," kata Michelle Tokarz, Wakil Presiden Kemitraan dan Inovasi di Coretec Group/Partnerships and Innovation at Coretec Group, pengembang baterai AS yang tengah mengembangkan antidot anoda silikon untuk meningkatkan kinerja baterai pada suhu ekstrem.

"Elektrolit (Li-ion) yang berbentuk cair dan akan menjadi lebih kental dan lebih lambat seiring dengan penurunan suhu, sehingga menyebabkan ion litium bergerak lebih lambat," catat Tokarz. "Elektrolit juga memiliki konduktivitas ionik yang lebih rendah pada suhu rendah, sehingga menurunkan efisiensi baterai. Komplikasi lainnya adalah bahwa pada suhu yang lebih rendah, litium dapat dengan mudah menempel pada elektroda grafit, yang dapat menyebabkan hubungan arus pendek pada baterai, yang menyebabkan kebakaran yang tidak terkendali."

Thermal runaway merupakan ketakutan utama bagi mereka yang ragu-ragu tentang penyimpanan baterai, mereka lebih peduli tentang potensi kebakaran daripada keterbatasan jangkauan dan ketersediaan pengisian daya. Dan ancaman kebakaran merupakan kemungkinan nyata; empat tahun lalu, peristiwa thermal runaway pada rangkaian baterai Arizona Public Service di Surprise, Arizona melukai banyak petugas tanggap darurat.

Litium-ion jelas merupakan pemimpin unsur, dan membawa kita ke titik perubahan transisi energi ini menuju sumber daya karbon yang lebih rendah. Ia menyeimbangkan dan mendukung energi surya dan angin sekaligus memberi daya pada banyak mobil dan truk bertenaga baterai baru yang memasuki pasar.

Jadi, tentu saja, mereka yang bekerja di bidang aliran besi, seng, dan teknologi penyimpanan energi lainnya mempromosikan bagaimana unsur mereka jauh lebih baik daripada li-ion yang dominan, dan dalam beberapa kasus, sains mendukung klaim mereka.

Seng/Zinc, misalnya, telah digunakan dalam aplikasi industri selama lebih dari satu abad. Meskipun globalisme mengubah situasi di AS, seperti halnya dengan banyak rantai pasokan, rantai pasokan seng terhubung dengan baik dengan komoditas lain dan tersedia dengan mudah, kata para pendukungnya.

Menurut laporan, ketersediaan ini telah menjaga fluktuasi harga seminimal mungkin dibandingkan dengan rantai pasokan lithium yang panjang. Seng juga memiliki masa pakai hingga 20% lebih lama daripada lithium-ion.

"Sementara baterai seng pada akhirnya akan digunakan dalam aplikasi penyimpanan stasioner dan non-stasioner, dalam jangka pendek, peran seng yang semakin besar dalam penyimpanan jangka panjang dapat membebaskan pasokan litium untuk memenuhi permintaan yang meningkat dalam elektrifikasi sektor transportasi," kata Josef Daniel-Ivad, Manajer Inisiatif Baterai Seng di International Zinc Association.

Baterai Iron-flow/aliran-besi, misalnya, dapat menawarkan durasi hingga kosong daya hingga 12 jam, tiga kali lipat lebih banyak dari aplikasi lithium-ion, menurut ESS. Perusahaan tersebut menggunakan tumpukan pelat karbon dan air garam tempat besi mengalir melalui setiap lapisan dan menempel pada pelat. Teknologi dasar ini sudah ada sejak awal 1980-an.

"Baterai aliran besi menawarkan siklus tak terbatas dan masa pakai sistem yang panjang tanpa penurunan kapasitas, sehingga memberikan penghematan biaya dan peluang pendapatan yang signifikan selama masa pakai sistem," kata juru bicara ESS. "Hal ini menjadikan teknologi aliran besi sebagai salah satu teknologi penyimpanan yang paling hemat biaya selama masa pakai desain 25 tahun, terutama dalam aplikasi yang memerlukan siklus yang sering dan durasi yang lama."

Anoda silikon dilaporkan dapat menghindari masalah pelapisan li-ion pada suhu rendah. Anoda silikon juga dapat meningkatkan kualitas pengisian daya dalam sistem li-ion.

"Saat ini, sebagian besar, jika tidak semua, anoda dalam baterai lithium-ion memiliki persentase tertentu dari bahan konduktif (baik sebagai aditif atau pelapis) yang meningkatkan konduksi ion lithium secara berlebihan," kata Tokarz dari Coretec Group. "Mengingat peluang luar biasa dengan kapasitas pengisian daya silikon 10X, menemukan cara untuk meningkatkan konduksi benar-benar bermanfaat."

Zinc/Seng juga dapat bersaing dengan li-ion, tetapi para pendukung mengatakan seng juga menawarkan cara untuk melengkapi sumber daya tersebut, yang memungkinkan rantai pasokan elemen untuk fokus pada revolusi listrik di sektor transportasi.

Jika dilihat dari konteksnya, litium tidak akan hilang begitu saja, dan para pesaingnya pun tahu akan hal itu. Sasaran utama alternatif dalam penyimpanan energi adalah untuk mengisi celah dalam rantai pasokan dan menawarkan opsi untuk memperkuat dan menciptakan jalur alternatif bagi rantai pasokan.

Masa depan akan sudah mualai menampakkan beralih ke kendaraan listrik. Perjalanan dan perjuangan untuk mengisi masa depan itu sedang berlangsung.

Sumber: Media TV & Tulisan Luar Negeri

https://www.energytech.com/energy-storage/article/21270254/the-electrode-less-traveled-alternatives-to-li-ion-in-battery-energy-storage

https://www.energytech.com/energy-storage/news/55248394/iron-sodium-resiliency-breakthrough-startup-says-its-battery-chemistry-achieved-zero-loss-over-700-cycles

Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H

HALAMAN :
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
Mohon tunggu...

Lihat Konten Inovasi Selengkapnya
Lihat Inovasi Selengkapnya
Beri Komentar
Berkomentarlah secara bijaksana dan bertanggung jawab. Komentar sepenuhnya menjadi tanggung jawab komentator seperti diatur dalam UU ITE

Belum ada komentar. Jadilah yang pertama untuk memberikan komentar!
LAPORKAN KONTEN
Alasan
Laporkan Konten
Laporkan Akun