Pasir Tingkatkan Performa Baterai Lithium-Ion Hingga Tiga Kali Lipat

Baterai lithium-ion bergantung pada anoda yang terbuat dari grafit, tetapi diyakini bahwa performa dari material ini telah mencapai batas maksimalnya, mendorong peneliti untuk mencari bahan penggantinya. Peneliti di Universitas California, fakultas teknik Riverside’s Bourns telah menemukan baterai lithium-ion yang memiliki performa tiga kali dari standar konvensional yaitu dengan membuat anoda baterai lithium-ion menggunakan pasir.

Zachary Favors, mahasiswa lulusan UC Riverside, melihat bahwa pasir pantai tempat dia bersantai setelah berselancar di San Clemente, California sebagian besar mengandung quartz, atau silikon dioksida. Dia melakukan penelitian untuk mencari pasir di Amerika Serikat dengan persentase quartz yang lebih tinggi, dan berakhir di Cedar Creek Reservoir di Texas.

Dia mengumpulkan beberapa sampel pasir dan membawanya ke laboratorium Fakultas Teknik Bourns di UC Riverside tempat dia bekerja dengan ahli teknik Cengiz dan Mihri Ozkan dan mulai menggiling pasir ke skala nanometer sebelum memasukkannya ke dalam serangkaian tahapan pemurnian untuk memberikan warna dan tekstur yang mirip dengan gula bubuk.

Dia kemudian menumbuk garam dan magnesium ke dalam quartz yang dimurnikan dan memanaskan bubuk yang dihasilkan. Dalam proses yang sangat sederhana ini, garam bertindak sebagai penyerap panas, sedangkan magnesium menghilangkan oksigen dari quartz, sehingga menghasilkan silikon murni. Lebih dari itu, nano silikon murni yang terbentuk sangat berpori, silikon 3D berbentuk spons. Porositas adalah salah satu kunci untuk meningkatkan kinerja anoda baterai karena menyediakan area permukaan besar dan memungkinkan ion lithium untuk melakukan perjalanan melalui anoda lebih cepat.

Peneliti di UC Riverside telah mengembangkan baterai lithium-ion berukuran koin menggunakan anoda baru yang mereka klaim secara signifikan melebihi baterai lithium-ion konvensional. Mereka mengatakan, kinerja dari elektroda nano-silikon yang ditingkatkan, diharapkan mampu meningkatkan hingga tiga kali lipat umur baterai untuk perangkat seperti ponsel, yang hanya perlu diisi ulang setiap tiga hari sekali daripada setiap hari, dan baterai kendaraan listrik yang tiga kali lebih tahan lama, mengurangi biaya penggantian yang mahal.

Para peneliti sekarang berusaha untuk menghasilkan nano-silikon dalam jumlah yang lebih besar dan mengganti baterai berukuran koin menjadi baterai berukuran kantong seperti yang digunakan pada ponsel. (BPPTIK/555/rie/hdn)