JawaPos.com - Tim peneliti dari Tiongkok menciptakan metode baru yang mampu meningkatkan performa baterai lithium-sulfur secara drastis. Inovasi ini dinilai berpotensi membuat drone memiliki waktu terbang jauh lebih lama hanya dengan sekali pengisian daya.
Seperti dilansir dari Xinhua, hasil riset yang dipublikasikan di jurnal ilmiah Nature itu disebut membuka peluang baru bagi pengembangan baterai berdaya tinggi dan berumur panjang, khususnya untuk mendukung industri penerbangan rendah ketinggian hingga teknologi masa depan lainnya.
Saat ini, mayoritas drone masih memakai baterai lithium-ion yang kapasitas penyimpanan energinya mulai mendekati batas maksimal. Kepadatan energinya umumnya masih di bawah 300 watt-jam per kilogram, sehingga daya jelajah drone menjadi terbatas dan memunculkan masalah “range anxiety” atau kekhawatiran kehabisan daya saat terbang.
Baterai lithium-sulfur selama ini dianggap sebagai kandidat pengganti yang menjanjikan karena memiliki kepadatan energi teoritis lebih tinggi, bahan baku sulfur yang melimpah, dan biaya produksi lebih murah.
Baca Juga: TikTok Luncurkan TikTok GO di AS, Pengguna Kini Bisa Pesan Hotel dan Wisata Langsung dari Aplikasi
Namun, teknologi ini terkendala proses reaksi kimia yang rumit saat pengisian dan pengosongan daya. Reaksi tersebut menghasilkan senyawa perantara larut yang mudah menyebar, memperlambat kinerja baterai, sekaligus menyebabkan hilangnya energi.
Untuk mengatasi masalah itu, tim yang dipimpin oleh Tsinghua Shenzhen International Graduate School memperkenalkan konsep baru berupa “premediator” dalam elektrokimia sulfur.
“Anggap saja sebagai aditif khusus yang ‘tidur’ di dalam baterai sampai dibutuhkan. Ketika reaksi sulfur dimulai, aditif tersebut akan aktif tepat di tempat terjadinya reaksi dan mulai bekerja,” jelas Zhou Guangmin, peneliti di Tsinghua SIGS.
Menurut Zhou, setelah aktif, molekul tersebut akan menangkap senyawa perantara yang larut agar tidak terlepas. Selain itu, molekul itu juga menciptakan jalur reaksi listrik yang lebih cepat sehingga proses kerja baterai menjadi jauh lebih efisien.
Tak hanya itu, para peneliti juga merancang ulang mekanisme reaksi pada level molekuler. Hasilnya, resistansi internal baterai berhasil ditekan hingga 75 persen dibandingkan desain konvensional.
Dalam pengujian laboratorium, baterai ini mampu bertahan stabil hingga 800 kali siklus pengisian dan pengosongan daya dengan kapasitas tersisa hampir 82 persen. Tim peneliti juga berhasil mengembangkan prototipe sel kantong dengan kepadatan energi mencapai 549 watt-jam per kilogram, hampir dua kali lebih besar dibandingkan baterai drone komersial yang banyak dipakai saat ini.
“Bagi drone, ini sangat penting. Kepadatan energi yang lebih tinggi berarti waktu terbang lebih lama, muatan lebih besar, dan jangkauan kerja lebih luas. Drone pengiriman dapat terbang lebih jauh untuk mengantarkan paket. Drone inspeksi saluran listrik dapat mencakup lebih banyak menara sekaligus. Drone pencarian dan penyelamatan dapat tetap berada di udara lebih lama ketika setiap menit sangat berharga,” kata Zhou.
Tim peneliti meyakini pendekatan desain molekuler tersebut tidak hanya berguna untuk baterai lithium-sulfur, tetapi juga berpotensi diterapkan pada teknologi lain seperti baterai aliran, baterai logam litium, hingga sistem daur ulang baterai secara langsung.