Temuan Iseng Para Ilmuwan di AS yang Bikin Baterai Mobil Listrik Tahan Lama

Pengisian dan ketahanan baterai menjadi pertimbangan pecinta otomotif ketika ingin membeli mobil listrik. Sejauh ini, rata-rata pengisian daya kendaraan tersebut antara 30 menit-8 jam, dengan jarak tempuh maksimal sekitar 300 Km. 

Baru-baru ini, para peneliti tidak sengaja mengembangkan kapasitor dari heterostruktur baru dengan sifat yang mengurangi kecepatan hilangnya energi baterai, tanpa berpengaruh pada kemampuannya untuk mengisi daya dengan cepat.

Terbit di jurnal Science, para peneliti menyebut penemuan baru ini dapat menjadi fondasi untuk masa pakai baterai yang lebih tahan lama, termasuk untuk mengisi daya di seluruh perangkat seperti laptop atau ponsel pintar ketika berkendara. Fleksibilitas kapasitor ini juga lebih besar dalam penyimpanan energi skala jaringan.

Baca Juga: Cek 3 Mobil Listrik MG yang Mejeng di Periklindo Electric Vehicle Show 2024

Mengutip Live Science, meskipun dapat menyimpan energi dalam jangka waktu lama, baterai biasanya memerlukan waktu lama untuk mengisi dan mengeluarkan listrik. Di sinilah peran kapasitor menyimpan listrik dalam medan listrik yang dapat diisi dan dikosongkan dengan cepat untuk akses cepat ke daya sesuai kebutuhan. 

Contoh sederhana untuk menjelaskan kerja kapasitor yakni ponsel pintar. Smartphone umumnya menggunakan daya dari baterai namun mendapatkan energi dari kapasitor ketika daya diperlukan dalam waktu singkat, seperti untuk lampu kilat kamera. Setiap ponsel cerdas biasanya memiliki ratusan kapasitor.

Nah, beberapa kapasitor menggunakan bahan feroelektrik untuk menyimpan energi. Bahan-bahan ini secara alami terpolarisasi, yang dapat dibalik dengan memberikan tegangan. 

Peneliti menyampaikan menerapkan daya akan membalikkan polarisasi material ini, sedangkan bahan tersebut dapat mempertahankan polarisasi sekalipun daya telah dihilangkan.

Struktur baru yang ditemukan para ilmuan ini berada dalam keseimbangan fisik dan kimia antara konduktivitas dan non-konduktivitas, sehingga memungkinkannya menahan energi dengan lebih efektif. Secara tidak sengaja, mereka menemukan bahwa celah kecil di inti meningkatkan waktu relaksasi, masa dimana ketika kapasitor kehilangan muatannya.

“Kami menemukan bahwa waktu relaksasi dielektrik dapat dimodulasi atau diinduksi oleh celah yang sangat kecil pada struktur material,” ujar Bae Sang-hoon, asisten profesor teknik mesin dan ilmu material di Universitas Washington, seperti dikutip dari Live Science, Kamis (9/5/2024).

Dia menyebut fenomena ini memungkinkan para peneliti memanipulasi bahan dielektrik sedemikian rupa sehingga tidak terpolarisasi dan kehilangan kemampuan mengisi daya. Adapun heterostruktur yang ditemukan merupakan material 2D dan 3D berlapis pada tingkat atom, dengan ikatan kimia dan non-kimia di antara setiap lapisan. Ketebalan maksimum struktur hanya 30 nanometer. 

Meskipun terbilang lebih kecil atau tipis, teknologi tersebut dapat menghasilkan kepadatan energi hingga 19 kali lebih tinggi dibandingkan kapasitor saat ini. Tim juga melaporkan efisiensinya lebih dari 90 persen. 

Sang-hoon menilai jika direproduksi dalam skala besar, struktur ini dapat mengubah cara untuk menyimpan dan mengakses energi karena memungkinkan energi diakses dengan sangat cepat sesuai permintaan tanpa mengorbankan stabilitas penyimpanan jangka panjang. Dengan kepadatan energi yang lebih tinggi, kapasitor generasi berikutnya dapat memungkinkan penggunaan kapasitor pengisian cepat yang lebih besar untuk kendaraan listrik.

Baca Juga: Intip Spesifikasi & Fitur Mobil Hybrid MG VS HEV, Cocok untuk Mudik?

Editor: M. Taufikul Basari