Teknologi Baterai Kuantum, Mengisi Daya Mobil Listrik Lebih Cepat dari Isi BBM

Perkembangan mobil listrik kedepannya semakin tidak terbendung lagi, salah satu faktor penyebab yang paling utama adalah bahan bakar fosil cepat atau lambat akan habis. 

Disamping itu penggunaan bahan bakar fosil juga memicu percepatan laju pemanasan global karena emisi karbon yang dihasilkan pada saat dikonsumsi.

Selain dua faktor utama di atas, secara teknis mobil listrik juga lebih simple karena jumlah komponen dalam motor listrik jauh lebih sedikit dibanding mesin bensin atau mesin pembakaran dalam (Internal Engine Combustion).

Perkembangan mobil listrik semakin lama semakin cepat dan kedepannya perubahan dari mobil konvensional ke mobil listrik tak terelakkan lagi. 

Sepuluh tahun yang lalu mobil listrik sangat jarang terlihat di jalan, namun sekarang jutaan mobil listrik terjual setiap tahun. Pasar mobil listrik merupakan salah satu sektor yang berkembang pesat.

Namun demikian salah satu hambatan terbesar masyarakat beralih dari mobil berbahan bakar minyak ke mobil listrik adalah karena saat ini pengisian baterai mobil listrik membutuhkan waktu jauh lebih lama dibanding pengisian BBM pada mobil konvensional.

Ilustrasi pengisian baterai mobil listrik, Sumber: istockphoto via tirto.id

Kunci sukses dari perkembangan mobil listrik terletak pada peningkatan teknologi penyimpanan baterai. Bila hambatan teknis yang paling utama ini bisa dipecahkan maka akan terbuka kesempatan terjadinya revolusi kendaraan listrik dalam waktu dekat ini.

Sampai saat ini konsumen kendaraan listrik masih menghadapi kesulitan dalam pengisian baterai yang lambat. Saat ini, mobil membutuhkan waktu sekitar 10 jam untuk terisi penuh di rumah. Bahkan supercharger tercepat di stasiun pengisian membutuhkan waktu hingga 20 hingga 40 menit untuk mengisi penuh kendaraan. Ini menciptakan biaya tambahan dan ketidaknyamanan bagi pelanggan.

Dengan penerapan teknologi kuantum dalam proses pengisian baterai listrik maka kecepatan pengisian baterai listrik dapat meningkat sebesar 200 kali lipat dibanding kecepatan pengisian saat ini. 

Artinya waktu pengisian akan turun drastis dari 10 jam menjadi sekitar 3 menit (di rumah), atau 30 menit menjadi 9 detik di stasiun pengisian.

Ilustrasi pengisian baterai mobil listrik saat ini dan di masa depan, Sumber: Phys.org

Penggunaan teknologi kuantum untuk mempercepat pengisian baterai listrik atau teknologi baterai kuantum pertama kali diusulkan oleh Alicki dan Fannes pada tahun 2012 dalam sebuah publikasi ilmiah

Secara teori, sumber daya kuantum seperti "convolution/entanglement" dapat digunakan untuk mempercepat proses pengisian baterai dengan mengisi semua sel di dalam baterai secara bersamaan atau secara kolektif.

Ini sangat menarik, karena baterai modern berkapasitas tinggi dapat berisi banyak sel. Pengisian kolektif semacam itu tidak dimungkinkan dalam baterai konvensional, di mana sel-sel diisi secara paralel atau secara independen satu sama lain.

Baru-baru ini, para ilmuwan dari Center for Theoretical Physics of Complex Systems di dalam Institute for Basic Science (IBS) mengeksplorasi dan merancang baterai kuantum dengan skema "global operation" dimana setiap sel berhubungan dengan sel lain secara simultan.

Kelompok ilmuwan ini dapat secara tepat menghitung berapa banyak kecepatan pengisian daya yang dapat dicapai dalam skema ini.

Kecepatan pengisian maksimum baterai konvensional meningkat secara linier terhadap jumlah sel dalam baterai, sebaliknya penelitian menunjukkan bahwa kecepatan pengisian baterai kuantum ini meningkat secara eksponensial.

Dengan menerapkan pengisian kuantum ini akan menghasilkan kecepatan 200 kali lipat dibandingkan baterai klasik, yang berarti bahwa waktu pengisian di rumah akan dipotong dari 10 jam menjadi sekitar 3 menit. Di stasiun pengisian berkecepatan tinggi, waktu pengisian daya akan dipotong dari 30 menit menjadi hanya dalam waktu beberapa detik.

Konsekuensi dan implikasi dari pengisian kuantum ini sangat luas, penggunaannya bukan hanya pada mobil listrik dan peralatan elektronik lainnya. Namun juga akan berguna bagi pembangkit listrik fusi masa depan, yang membutuhkan sejumlah besar energi untuk diisi dan dikosongkan dalam sekejap.

Bila diterapkan pada peralatan elektronik atau gadget, pengisian baterai handphone dan peralatan elektronik lainnya akan meningkat sampai 200 kali lipat, bila sebelumnya perlu waktu 2 jam maka kedepannya hanya butuh waktu beberapa detik saja.

Tentu saja, teknologi kuantum ini masih dalam tahap pengembangan di laboratorium dan butuh waktu cukup panjang sebelum metode ini dapat diimplementasikan secara masal dalam penggunaan sehari-hari.

Namun demikian cepat atau lambat teknologi kuantum ini akan menjadi standar baru pada semua mobil listrik dan perangkat elektronik dan bahkan di pembangkit tenaga listrik yang memungkinkan kita untuk memindahkan (mengisi dan mengosongkan) energi listrik dalam jumlah besar dalam waktu sekejap.

Bagaimana dengan masa depan mobil listrik di Indonesia?

Sampai saat ini, berdasarkan proyeksi PLN, pada 2022 jumlah mobil listrik diperkirakan mencapai sekitar 4.000 unit dan terus bertumbuh sampai 16 ribuan unit pada 2025 dan 65 ribu unit pada 2030.

Secara jumlah masih sangat kecil dibanding mobil konvensional namun kedepannya laju pertumbuhannya akan terus tinggi sementara mobil konvensional semakin lama akan semakin menurun.

Saat ini harga mobil listrik masih berlipat kali harga mobil konvensional. Sebagai contoh harga EV Tesla model X sekitar 2,9 miliar sementara Kijang Inova hanya sekitar 321 juta dan Ayla cuma 100-an juta.

Harga mobil listrik ini sangat dipengaruhi oleh biaya baterai mobil listrik. Menurut ketua Tim Pengembangan Baterai Kendaraan Bermotor Listrik Berbasis Baterai (KBL-BB) BUMN Agus Tjahajana Wirakusumah, komponen baterai itu kira-kira mewakili 35 persen dari biaya produksi kendaraan listrik.

Namun dengan pesatnya kemajuan teknologi pembuatan baterai saat ini termasuk teknologi kuantum, harga baterai semakin lama akan semakin murah dan terjangkau. Sebagai contoh dalam kurun waktu 2010-2020 harga baterai telah turun sebanyak 89%.

Perkembangan harga baterai mobil listrik 2010-2020, Sumber: katadata.co.id

Kedepannya penurunan ini akan lebih signifikan sehingga harga baterai akan semakin terjangkau masyarakat menengah kebawah sehingga harga mobil listrik dapat bersaing dengan mobil konvensional.

Jadi sebagaimana perkembangan teknologi yang bersifat eksponensial demikian juga pertumbuhan mobil listrik di Indonesia di masa depan kemungkinan juga bersifat eksponensial sehingga transisi dari mobil konvensional ke mobil listrik mungkin terjadi lebih cepat dari yang diprediksi selama ini.