People Innovation Excellence

GRAPHENE-BATTERY, Baterai masa depan

Minyak bumi di dunia ini terus menerus menipis detik demi detik. Solusi terkuat manusia dalam menyelamatkan metode transportasi yang kita sangat andalkan yaitu mobil adalah dengan membuat mobil listrik. Banyak negara sudah akan menetapkan undang-undang yang akan melarang mobil berbahan bakar bensin pada waktu yang akan datang. Namun agar mobil listrik yang ada saat ini belom dapat memuaskan masyarakat karena banyak hal seperti tidak adanya suara dalam mobil listrik, tidak adanya sumber pengecasan dari pemerintah, dan terutama akan disoroti dalam makalah ini adalah jarak tempuh mobil listrik dan lama pengecasan mobil tersebut.

Rata-rata mobil pada jaman sekarang menggunakan proses pembakaran untuk menyalakan piston dan berjalan. Proses ini menggunakan bahan bakar bensin atau solar yang diambil dari dalam bumi ini. Kita tentu sudah tahu bahwa bahan bakar yang terus menerus kita andalkan ini sedang dalam masa krisis yang serius. Bahan bakar yang kita gunakan ini suatu saat akan habis dan kita tidak akan bisa lagi menggunakan mobil yang kita pakai selama ini sebagai metode transportasi lagi. Ada banyak solusi yang sudah kita pikirkan, mobil hybrid yang menggabungkan motor listrik dan mesin bakar, mobil hydrogen, dan yang terutama yang akan kita lihat adalah mobil listrik.

Mobil listrik mengganti mesin bakar dengan motor listrik yang hanya dapat jalan jika motor tersebut dialiri oleh arus listrik. Maka dari itu salah satu komponen yang paling utama dalam sebuah mobil listrik adalah baterai yang berguna untuk menyimpan energi yang akan dipakai untuk menjalankan motor tersebut. Baterai yang umum dipakai dalam sebuah mobil listrik jaman sekarang adalah baterai seperti lithium-ion dan Nickel metal hydride, seperti yang ditunjukan dalam gambar 1.

Gambar 1. Baterai lithium-ion

 

Namun baterai-baterai berbasis lithium yang umum dipakai ini memiliki beberapa masalah yang membuat masyarakat ragu untuk beralih ke mobil listrik. Masalah tersebut tentu kapasitas dari baterai lithium yang mempengaruhi jarak tempuh dari mobil listrik dan waktu yang dibutuhkan untuk mengecas mobil-mobil ini. Dengan inovasi terbaru dalam bidang baterai yaitu graphene-lithium-ion battery dengan susunan seperti ditunjukan dalam gambar 2, akan muncul baterai-baterai baru yang jauh lebih padat energi dibandingkan dengan baterai-baterai yang sudah ada, juga baterai baru ini lebih ringan , mempercepat proses pengecasan dan juga memperbesar arus yang dapat keluar dari baterai ke motor.

Gambar 2. Graphite

Graphene merupakan komponen lembaran atom karbon yang tersusun dengan pola honeycomb, seperti yang ditunjukan dalam Gambar 2. Graphene merupakan konduktor yang sangat kuat dan juga sangat ringan. Komponen ini juga merupakan material terkuat yang pernah di tes oleh manusia, sekitar 200 kali lebih kuat daripada besi dengan ketebalan hanya satu atom. Teori dari graphene pertama kali dijelajah oleh Wallace pada tahun 1947 sebagai awal dari pemahaman akan 3D Graphite. Study lebih detail dari beberapa layer graphite dikemukakan pada tahun 1962. Sebelom tahun 2004 belom ada penelitian yang dapat menggabungkan lebih dari 100 layer graphite.

            Baterai berfungsi sebagai sumber energi yang portable, yang akan memungkinkan sebuah komponen listrik untuk bekerja tanpa dicolok ke sumber listrik pada dinding rumah kita. Konsep dasar dari baterai adalah 2 atau lebih sel elektrokimia yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Tiap sel memiliki kutub positif yang disebut katoda dan kutub negatif yang disebuh anoda. Kutub positif menandakan bahwa energi potensial yang lebih tinggi daripada kutub bertanda negatif. Kutub berdanda negatif adalah sumber electron yang ketika disambungkan dengan rangkaian eksternal akan mengalir dan menmberikan energi ke peralatan eksternal.

            Struktur daripada baterai graphene serupa dengan baterai tradisional yang mempunyai elektroda dan elektrolit solution yang digunakan untuk memfasilitasi transfer ion yang terjadi. Perbedaan utama dari baterai graphene dengan baterai biasa adalah komposisi dari salah satu atau kedua elektroda dari baterai graphene. Performa dari baterai lithium-ion dapat ditingkatkan dengan drastic dengan menambahkan graphene ke formula elektroda , atau anoda, atau bahkan keduanya. Dalam elektroda, graphene bekerja dengan 2 cara, yaitu sebagai support material, atau composite. Sebagai support, graphene membantu ion besi tetap dalam keadaan normal yang akan membantu effisiensi dari elektroda dan memperlama umur baterai. Sebagai komposit, graphene berfungsi untuk memfasilitasi proses pengecasan dengan tingginya konduktifitasnya.

            Tantangan jaman sekarang adalah bahwa pengecasan mobil elektrik masih jauh dibandingkan mesin bakar yang mencapai 5.000kw sedangkan mobil elektrik tesla masih 350kw. Untuk mendapat kredit dari CARB ZEV(California Air Resources Board Zero-Emission Vehicle) sebuah mobil elektrik harus dapat mengecas dari 0% ke 95% dalam waktu 15 menit atau kurang. Berarti baterai dengan kapasitas 130kWh butuh sumber listrik sebesar 500Kw untuk memenuhi persyaratan tersebut.

Semakin hari kita dapat melihat bahwa baterai berbasis graphene semakin hari semakin disukai oleh masyarakat jika dibandingkan dengan baterai generasi sebelomnya. Dengan munculnya baterai ini umur baterai telah meningkat drastis, juga lama pengecasan yang terus menerus dipersingkat.

Dengan adanya baterai ini ditambah dengan dukungan listrik yang cukup dari pemerintah untuk mobil listrik, maka tentu mobil listrik tidak akan menjadi sebuah impian belaka lagi, dan masa depan dimana kita semua mengendarai mobil yang tidak mempunyai emisi akan semakin dekat.

Kontributor : Alvin Soegiarto (ARE Semester 1 2017/2018)

Referensi

[1] Wikipedia.com, “Electric car”,[ online].Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_car

[2] Wikipedia.com, “Baterai”, [online].Available: https://id.wikipedia.org/wiki/Baterai

[3] Wikipedia.com, “Graphene”, [online].Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Graphene

[4] graphene-info.com, “Graphene batteries: Introduction and Market News”,[online].Available: https://www.graphene-info.com/graphene-batteries

[5] Pedro Lima, “Tesla superchargers and graphene batteries”, 2016.[online].Available: http://pushevs.com/2016/12/27/tesla-superchargers-graphene-batteries/

Gambar[1] John Voelcker, “Electric car battery warranties compared”,2016.[online].Available: https://www.greencarreports.com/news/1107864_electric-car-battery-warranties-compared

Gambar[2] graphene-info.com, “Graphene batteries: Introduction and Market News”,[online].Available: https://www.graphene-info.com/graphene-batteries

 

 


Published at :
Leave Your Footprint

    Periksa Browser Anda

    Check Your Browser

    Situs ini tidak lagi mendukung penggunaan browser dengan teknologi tertinggal.

    Apabila Anda melihat pesan ini, berarti Anda masih menggunakan browser Internet Explorer seri 8 / 7 / 6 / ...

    Sebagai informasi, browser yang anda gunakan ini tidaklah aman dan tidak dapat menampilkan teknologi CSS terakhir yang dapat membuat sebuah situs tampil lebih baik. Bahkan Microsoft sebagai pembuatnya, telah merekomendasikan agar menggunakan browser yang lebih modern.

    Untuk tampilan yang lebih baik, gunakan salah satu browser berikut. Download dan Install, seluruhnya gratis untuk digunakan.

    We're Moving Forward.

    This Site Is No Longer Supporting Out-of Date Browser.

    If you are viewing this message, it means that you are currently using Internet Explorer 8 / 7 / 6 / below to access this site. FYI, it is unsafe and unable to render the latest CSS improvements. Even Microsoft, its creator, wants you to install more modern browser.

    Best viewed with one of these browser instead. It is totally free.

    1. Google Chrome
    2. Mozilla Firefox
    3. Opera
    4. Internet Explorer 9
    Close
    View Help Hide Help