Isi
- Masalah Pertama Dengan Lithium: Volatilitas
- Masalah Kedua Dengan Lithium: Kelangkaan
- Potensi Baterai Sodium-Ion
- Referensi dan Sumber Daya
Chris adalah seorang insinyur, pemikir, dan filsuf yang suka mengeksplorasi ide dan teknologi futuristik.
Masyarakat modern kita menjadi sangat bergantung pada baterai lithium-ion untuk hampir semua jenis teknologi seluler atau portabel. Baterai lithium-ion dapat dilihat di segala hal mulai dari jam tangan dan smartphone hingga mobil listrik dan bahkan detektor asap. Namun, ada sejumlah masalah dengan teknologi ini dan sayangnya sel lithium-ion tidak seefisien yang kita harapkan.
Ilmuwan dan peneliti sedang bekerja keras untuk mencari pengganti dari teknologi lama ini, namun, menemukan sesuatu yang aman, murah, dan layak secara komersial dalam skala besar merupakan tantangan. Jadi apa masalahnya dengan baterai lithium-ion dan apakah baterai sodium-ion pada akhirnya akan menggantikannya?
Masalah Pertama Dengan Lithium: Volatilitas
Lithium adalah elemen yang sangat reaktif dan sangat mudah terbakar. Ini bisa membuat bekerja dengan lithium berbahaya. Dalam bentuk aslinya, endapan litium bisa jadi cukup jinak. Namun, setelah litium dimurnikan menjadi bentuk yang dapat dibuat menjadi baterai yang berguna, ia berada dalam keadaan yang sangat reaktif. Dari para pekerja yang mengolah lithium menjadi bahan yang dapat digunakan hingga orang-orang yang benar-benar memproduksi baterai, selalu ada risiko yang terlibat dalam proses tersebut. Secara khusus, baterai lithium-ion tipikal tampaknya memiliki peringkat keandalan yang sangat rendah karena ada ratusan, bahkan ribuan contoh baterai ini yang meledak atau terbakar.
Pada tahun 2016 Samsung memiliki masalah terkenal dengan baterai lithium-ion di ponsel andalan mereka yang baru saja keluar saat itu. Media, serta Internet, dibanjiri cerita tentang ponsel dan tablet yang meledak (Swider, 2017). Bahkan ada yang terbakar di pesawat! Sekitar waktu yang sama saat ini terjadi, masalah baterai serupa terjadi dengan hoverboard. Perangkat iseng ini mulai tiba-tiba meledak dan terbakar karena masalah dengan teknologi baterai lithium-ion (Molina, 2017).
Sejak itu, pabrikan elektronik telah berusaha untuk membangun lemari besi yang gagal ke dalam perangkat mereka sambil juga bekerja untuk meningkatkan keandalan baterai. Namun, baterai lithium-ion masih berpotensi berbahaya yang dapat mempersulit pengiriman atau pengangkutannya.
Masalah Kedua Dengan Lithium: Kelangkaan
Beberapa cadangan litium diketahui ada di seluruh dunia. Sebagian besar lithium terkonsentrasi hanya di empat negara dengan Chili menjadi produsen nomor satu dunia dari bahan yang didambakan ini. Chili memiliki lebih dari setengah cadangan litium yang diketahui di dunia (Home, 2018).
Karena kelangkaan bahan ini, ada banyak potensi konsekuensi yang ada bagi perekonomian global, lingkungan, dan Negara yang membeli dan menjual litium. Misalnya, sebagian besar produksi litium terjadi dengan memompa air garam dari waduk bawah tanah ke danau besar di mana air dapat menguap. Ini meninggalkan deposit lithium yang sangat terkonsentrasi (Bell, 2018) yang dapat diproses lebih lanjut menjadi keadaan yang dapat digunakan untuk produksi baterai.
Untuk meningkatkan laju penguapan (dan juga produksi litium), kolam evaporasi yang dibangun harus berukuran sangat besar sehingga larutan air garam dapat menyebar untuk menciptakan permukaan seluas mungkin. Lithium juga dapat dipulihkan dari berbagai deposit mineral dan tanah liat yang diekstraksi menggunakan teknik penambangan yang lebih tradisional (Pennell, 2018). Dalam kedua kasus tersebut, potensi dampak terhadap lingkungan dapat menjadi signifikan.
Hal lain yang perlu diperhatikan adalah kelangkaan sumber daya alam merupakan salah satu penyebab utama terjadinya perang dan konflik. Jika satu negara memiliki kelimpahan materi yang dibutuhkan semua orang, hal itu dapat menciptakan ketegangan di antara negara-negara tersebut. Karena ketergantungan kita pada lithium meningkat, demikian pula potensi konflik global (Mellow, 2018). Selain itu, jika Anda memiliki seluruh perekonomian yang bergantung pada produk tunggal untuk menopangnya, terdapat risiko signifikan bahwa stabilitas jangka panjang negara dalam bahaya.
Akankah lithium menjadi minyak bumi masa depan? Jika tidak ada yang berubah, mungkin. Pada tahun 2015 saja, harga global lithium naik tiga kali lipat karena meningkatnya selera akan bahan penting ini. Ini diperkirakan akan meningkat lebih banyak lagi seiring dengan meningkatnya permintaan.
Potensi Baterai Sodium-Ion
Meskipun litium jarang terjadi, natrium sangat umum. Faktanya, natrium adalah bahan paling melimpah keempat di bumi, dan sangat mudah diperoleh. Ini akan membuat penambangan dan mencari bahan mentah untuk baterai natrium-ion menjadi sangat murah.
Tantangannya, bagaimanapun, adalah menemukan cara untuk membuat baterai natrium-ion yang dapat diandalkan dan mudah dibuat. Sodium adalah bahan yang sangat reaktif (lebih dari lithium), dan bahkan paparan udara yang sangat kecil dapat menyebabkannya terdegradasi yang membuat pembuatan baterai natrium-ion sulit (University of Wollongong, 2018). Mesin khusus dan kontrol kualitas yang sangat ketat diperlukan untuk membuat baterai natrium-ion yang baik dan tahan lama. Lebih lanjut, peneliti masih mencari cara untuk meningkatkan proses pembuatan baterai tersebut. Salah satu tujuan mereka adalah untuk mengoptimalkan susunan kimiawi baterai yang akan menghasilkan keluaran listrik yang lebih baik.
Dalam prototipe natrium-ion yang dikembangkan di Universitas Stanford, katoda terbuat dari kombinasi natrium, oksigen, dan karbon sedangkan anoda terdiri dari fosfor (Turner, 2018). Bahan-bahan tersebut bisa didapatkan dengan cukup mudah dari berbagai bahan organik. Ini membuat bahan panen relatif mudah dan murah.
Selain itu, beberapa prototipe baterai natrium-ion menggunakan sesuatu yang disebut "karbon keras" sebagai pengganti fosfor untuk anoda. Karbon keras dapat dibuat dengan cukup murah dengan mengolah biomassa yang memiliki kandungan karbon tinggi. Dalam kedua kasus tersebut, efisiensi dan kinerja jenis baterai ini bergantung pada anoda. Di sinilah para peneliti menghabiskan sebagian besar waktu mereka untuk mencoba melakukan perbaikan pada teknologi ini.
Jika baterai yang dapat diandalkan dapat dibuat dari bahan ini, maka dapat merevolusi industri baterai, terutama untuk pembangkit listrik, kendaraan listrik, dan instalasi baterai skala besar. Namun, Anda mungkin tidak akan melihat penggantian baterai di ponsel Anda dalam waktu dekat. Kepadatan energi natrium yang lebih rendah berarti bahwa diperlukan baterai yang relatif lebih besar untuk memberikan jumlah daya yang sama dengan baterai lithium-ion yang serupa.
Pada akhirnya, banyak pekerjaan yang dibutuhkan untuk membuat Sodium sebagai pengganti lithium yang layak dalam skala komersial global. Jika teknologi saat ini dikomersialkan, konsumen hanya akan melihat penurunan biaya baterai sebesar 5-10% untuk teknologi seluler mereka. Hal ini disebabkan oleh proses manufaktur yang lebih rumit serta ukuran baterai yang lebih besar yang diperlukan untuk menghasilkan keluaran energi yang setara (Hellemans, 2017). Bagaimanapun, penelitian tentang baterai natrium terus berlanjut, dan mungkin saja kita hanya satu terobosan untuk menemukan pengganti yang layak untuk baterai lithium-ion.
Referensi dan Sumber Daya
- Bell, Terence. "Gambaran Umum Produksi Lithium Komersial." Keseimbangan. 11 Mei 2018. https://www.thebalance.com/lithium-production-2340123>
- Hellemans, Alexander. "Berapa Lama Sebelum Baterai Natrium Senilai Garamnya?" IEEE Spectrum. 15 Desember 2017. https://spectrum.ieee.org/energywise/at-work/innovation/how-long-before-sodium-batteries-are-worth-their-salt>
- Rumah, Andy. "Komentar: Mengapa Tesla beralih ke Chili untuk litiumnya." Reuters. 7 Februari 2018. https://www.reuters.com/article/us-lithium-supply-ahome/commentary-why-tesla-is-turning-to-chile-for-its-lithium-idUKKBN1FR2A1>
- Mellow, Craig. "Chili Berusaha Meningkatkan Produksi Litiumnya." Barron. 10 Maret 2018. https://www.barrons.com/articles/chile-seeks-to-rev-up-its-lithium-production-1520647972>
- Molina, Brett. "Hoverboard ditarik untuk risiko kebakaran dan ledakan - lagi." USA Today. 15 November 2017. https://www.usatoday.com/story/tech/talkingtech/2017/11/15/hoverboards-recalled-fire-and-explosion-risks-again/865643001/>
- Pennel, Kyle. "Bagaimana Cara Kerja Penambangan Lithium?" Ambil Blog CAD. 20 Februari 2018. https://blog.grabcad.com/blog/2018/02/20/how-does-lithium-mining-work/>
- Swider, Matt. "Inilah mengapa Baterai Samsung Galaxy Note 7 terbakar dan meledak." Radar Teknologi. 23 Januari 2017, https://www.techradar.com/news/samsung-galaxy-note-7-battery-fires-heres-why-they-exploded>
- Turner, Julian. "Apakah baterai natrium-ion sebanding dengan garamnya?" Teknologi Tenaga. 21 Mei 2018. https://www.power-technology.com/features/sodium-ion-batteries-worth-salt/>
- Universitas Wollongong. "Baterai natrium-ion sangat luar biasa. Phys.org. 5 April 2018. https://phys.org/news/2018-04-sodium-ion-battery.html>
Artikel ini akurat dan benar sepanjang pengetahuan penulisnya. Konten hanya untuk tujuan informasi atau hiburan dan tidak menggantikan nasihat pribadi atau nasihat profesional dalam masalah bisnis, keuangan, hukum, atau teknis.
