Sejak ponsel menjadi populer, pentingnya baterai listrik yang dapat diisi ulang terus berkembang di seluruh dunia. Menurut Wikipedia, pada tahun 2013, diperkirakan ada 6,8 miliar ponsel yang digunakan secara world (termasuk smartphone) dan 97 dari setiap 100 orang di dunia memiliki setidaknya satu ponsel. Angka-angka ini termasuk beberapa yang termiskin di antara kita. Sementara sejumlah besar pengguna tidak lebih dari sekadar melakukan panggilan suara (dan pesan teks yang jarang), ketersediaan ‘aplikasi’ (atau aplikasi) yang free of charge, luar biasa, dan mudah digunakan, yang tumbuh dalam variasi dan jumlah dari hari ke hari. , secara bertahap menarik banyak orang dalam kategori ini untuk menjadi pengguna ponsel ‘inti’. Banyak orang yang menggunakan PC sebagai perangkat komputasi utama mereka saat ini, menyadari bahwa PC akan segera menyerahkan posisi keunggulannya di dunia komputasi, juga mulai beralih ke smartphone. Faktor-faktor ini diperkirakan akan menyebabkan peningkatan jumlah pengguna smartphone sebesar 35% pada tahun 2020 (atau 9,2 miliar pengguna, secara world).
Ketika smartphone menjadi lebih tipis, lebih ringan, lebih pintar, menggunakan layar yang lebih besar dan sebagainya, mereka juga menjadi lebih haus daya. Dengan demikian, kebutuhan kritis akan baterai berkapasitas tinggi, pengisian tremendous cepat yang dapat diisi ulang berkali-kali sebelum dibuang, untuk kesuksesan smartphone masa depan.
Ada aplikasi penting lainnya juga, yang bergantung pada baterai pengisian cepat untuk kesejahteraannya. Salah satunya adalah industri kendaraan listrik (EV) yang banyak digemari. Pengguna berharap waktu isi ulang baterai sebanding dengan waktu yang diperlukan untuk mengisi bahan bakar di SPBU hari ini yaitu sekitar 4-5 menit. Aplikasi lain yang sangat penting ada di good grid – stasiun manajemen tenaga listrik cerdas, di mana enter listrik dan arus keluar ke pengguna dikelola. Baterai berkapasitas besar dan cepat diisi/dikuras diperlukan untuk menyimpan kelebihan energi (bila masukan melebihi permintaan) dan melepaskannya bila ada kekurangan. Agak kurang kritis, meskipun penting, adalah baterai pengisian cepat yang digunakan di jam tangan pintar, rumah pintar, dan perangkat kesehatan pribadi (PHD).
Beberapa tahun yang lalu, menjadi sangat jelas bahwa baterai Lithium-ion (teknologi baterai terbaik yang digunakan saat ini) akan sangat tidak memadai untuk kebutuhan di masa mendatang. Ada kesenjangan yang begitu lebar antara teknologi Li-ion dan baterai yang diproyeksikan di masa depan, sehingga menjadi sangat jelas bahwa “lompatan kuantum” (atau revolusi) dalam teknologi baterai tidak akan cukup. Itulah sebabnya, meskipun belum keluar dalam berita, penelitian yang heboh dan hiruk pikuk telah diluncurkan di banyak pusat R&D Universitas & Korporat terkemuka untuk menemukan teknologi baterai masa depan yang diagungkan dengan fitur-fitur seperti: waktu pengisian daya sesuai urutan beberapa menit atau bahkan detik (wow!), bobot lebih rendah (turun hingga setengahnya dalam kasus baterai EV), kapasitas lebih besar, keamanan (tidak ada kebakaran listrik dan ledakan yang mengingatkan pada kecelakaan Boeing 787 2013 yang diharapkan! ), biaya yang jauh lebih rendah, penanganan yang mudah, dan waktu siklus dalam ribuan dan sepuluh ribu!
Berpikir untuk mencapai “lompatan kuantum” dalam teknologi dalam waktu 1-2 tahun akan membuat banyak komunitas ilmiah, tercengang di masa lalu. Tapi sekarang, banyak hal telah berubah! Manusia, yang telah memajukan batas-batas pengetahuan ilmiah dengan lompatan & batas yang belum pernah terjadi sebelumnya, para peneliti hari ini, yang duduk di puncak pengetahuan ilmiah, tampaknya menawarkan solusi yang sangat menjanjikan hanya dengan setetes topi!
Jadi, inilah deretan teknologi paling menjanjikan yang sedang diteliti pada saat penulisan artikel ini. (Catatan: Penelitian baterai pengisian cepat saat ini dibanjiri dengan banyak teknologi alternatif yang bersaing untuk posisi No.1. Karena begitu banyak, penulis belum berusaha menyajikan daftar lengkap. Sebaliknya, daftar di bawah ini mewakili yang terbaik dari semuanya, menurut pendapatnya.)
TEKNOLOGI ALUMINIUM-GRAPHIT (lihat Referensi No. 2 & 4 untuk lebih jelasnya):
Di bagian atas daftar adalah teknologi Aluminium-grafit yang sedang dikembangkan di Universitas Stanford, AS. Ini luar biasa karena waktu pengisian 1 menit (ya, 60 detik!) Sementara kapasitasnya sekitar setengah dari Li-ion, itu lebih dari menutupi kekurangan ini dengan waktu pengisian daya yang luar biasa. Dibandingkan dengan umur Li-ion sekitar 1000 siklus pengisian, Aluminium-grafit bertahan setidaknya 7.500 siklus. Ini juga jauh lebih aman daripada Li-ion – peneliti mengatakan bahwa meskipun Anda mengebornya, itu tidak akan terbakar!
TEKNOLOGI ALUMINIUM-AIR (UNTUK EV) (Referensi No.1&2):
Dalam baterai Aluminium-air (Al-air), oksigen dari udara digunakan di katoda dan akibatnya, oksidator terpisah tidak diperlukan. Jenis baterai ini memiliki kepadatan energi yang dapat memasok EV dengan tenaga sebanyak yang setara dengan rekan-rekannya yang bertenaga bensin. Kisaran dengan satu muatan penuh adalah sekitar 1000 mil! Mungkin hanya beberapa pengisian ulang yang Anda butuhkan jika Anda berkendara hingga 2.000 mil sebulan!
Yang menarik dari baterai ini adalah beratnya hanya setengah dari berat baterai Lithium saat ini. Dengan setengah dari berat baterai hilang, Anda mendapatkan lebih banyak muatan untuk mengangkut penumpang & barang (Catatan: Sejauh ini, baterai adalah komponen terberat dari EV. Di Tesla Roadster, misalnya, baterai menyumbang sekitar sepertiga dari berat whole, sehingga berat yang dihemat yaitu seperenam dari whole, cukup besar).
TEKNOLOGI ALUMINIUM-AIR (UNTUK EV) (Referensi No.2):
Ini adalah jenis yang berbeda dengan teknologi Al-air yang dibahas di atas. Wow karena berjalan di atas air (air biasa maupun air laut) dan memiliki kapasitas 40 kali lipat dari Li-ion!
PENGISIAN CEPAT BERBASIS NANOTECHNOLOGY (Referensi No.5):
StoreDot Ltd., sebuah perusahaan teknologi tinggi Israel ke baterai pengisian cepat akan segera keluar dengan “FlashBattery for SmartPhones”, pengisi daya smartphone common. Perusahaan menggunakan senyawa organik eksklusif yang dibuat/dimanipulasi menggunakan nanoteknologi.
Apa yang membuatnya terkagum-kagum? Itu dapat mengisi ulang ponsel apa pun, apa pun merek atau modelnya, dalam waktu satu menit (maks)!
Selain ponsel, pengisi daya dapat digunakan untuk mengisi daya perangkat yang dapat dikenakan, PHD, pill, dan sejenisnya. Namun, ada tangkapan – meskipun terbukti, itu belum tersedia secara komersial! Mungkin diperlukan waktu satu tahun dari sekarang sebelum tersedia di toko ritel.
StoreDot juga akan segera menawarkan “FlashBattery for EV”, pengisi daya cepat untuk mobil listrik. Produk ini dijadwalkan untuk mengisi baterai mobil hanya dalam lima menit!
PENGISIAN CEPAT MELALUI GELOMBANG RADIO (Referensi No.2):
Dalam teknologi ini, tenaga listrik yang digunakan untuk pengisian daya ditransmisikan melalui gelombang radio.
Tidak terlalu menarik, kecuali nirkabel dan mengisi daya dari jarak hingga 20 kaki. Dan ada tangkapan juga – tidak segera tersedia di pasar.
TEKNOLOGI ALIRAN ORGANIK (Referensi No.2 & Wikipedia):
Dikembangkan oleh MIT (Massachusetts Institute of Expertise), teknologi aliran organik menghasilkan listrik menggunakan zat organik, AQDS (9,10-anthraquinone-2,7-disulphonic acid) sebagai pembawa muatan.
Ini mengejutkan kami dengan memotong 97% dari biaya produksi listrik (bersumber baterai) – sementara baterai logam memberikan daya 1 KWh seharga $700, baterai aliran organik memberi Anda daya sebesar itu hanya dengan $27!
NANOBATTERIES (Referensi No.2, 6 & Wikipedia):
Baterai nano dibuat dari baterai berukuran “nano” (yaitu ukuran dalam kisaran 10 dinaikkan menjadi -9 meter). Baterai “Nano” dibuat dengan menempatkan dua elektroda dalam lubang kecil (atau “nanopori”) dalam membran isolasi listrik atau senyawa logam (seperti aluminium oksida) yang dipisahkan oleh movie isolasi tipis. Sejumlah besar “nanopori” menyatu bersama untuk membentuk baterai penuh.
Sesuatu yang superlatif tentang mereka? Ya! Nanopori berukuran sangat kecil sehingga tidak terlihat satu per satu. Mereka dapat menyimpan hingga empat kali energi Li-ion dan mengisi penuh dalam 10 menit. Selain itu, mereka memiliki umur sekitar 1.000 siklus pengisian daya.
TEKNOLOGI LITHIUM-TITANIUM DIOXIDE NTU (UNTUK EV) (Referensi No.7&Wikipedia):
Ini merupakan terobosan teknologi dari Nanyang Technological College (NTU) yang berbasis di Singapura. Dengan mengubah katoda grafit yang ditemukan dalam baterai Li-ion menjadi gel berbiaya rendah yang terbuat dari titanium dioksida, NTU mengklaim telah mengembangkan baterai pengisian extremely cepat yang mengisi daya hingga 70% dari kapasitasnya dalam dua menit! Terlepas dari waktu pengisian dua menit, yang menakjubkan adalah umurnya yang luar biasa selama 20 tahun.
Ditargetkan terutama pada kendaraan listrik, faktor masa pakai baterai diharapkan dapat secara signifikan mengurangi biaya yang seharusnya timbul karena penggantian baterai yang sering.
CATATAN: Seperti disebutkan sebelumnya, penelitian baterai pengisian cepat adalah bidang yang berkembang saat ini dijejali beberapa teknologi alternatif yang menjanjikan. Teknologi berdasarkan substrat busa metalik, silikon, natrium-ion, sel bahan bakar mikroba bertenaga urin, matahari, hidrogen, jelaga lilin, dan beberapa lainnya yang berada di bawah R&D dilewati saat membuat daftar di atas, yang menurut penulis adalah yang terbaik dari yang terbaik. banyak. Satu kelalaian penting adalah teknologi “pengisian udara” Meredith Perry, yang menggunakan listrik yang ditransmisikan melalui ultrasound untuk pengisian daya. Sebuah teknologi yang sangat ditunggu-tunggu hingga beberapa waktu yang lalu, ternyata gagal melewati tes evaluasi baru-baru ini sehingga harus dikeluarkan dari pertimbangan.
Referensi: (Minimize+paste tautan ke browser Anda diperlukan untuk mengakses Referensi No. 3 hingga 7)
1. Jeffrey Marlow, “10 Bidang Penelitian Sains Terpanas,” 10 Bidang Penelitian Sains Terpanas | Kabel, http://www.wired.com/2013/08/the-10-hottest-fields-of-science-research/
2. Pocket-lint, “Baterai masa depan, segera hadir: isi dalam hitungan detik, bulan lalu, dan isi daya melalui udara,” Baterai masa depan, segera hadir: isi daya dalam hitungan detik, bulan lalu, dan isi daya melalui udara – Pocket-lint, http://www.pocket-lint.com/news/130380-future-batteries-coming-soon-charge-in-seconds-last-months-and-power-over-the-air
3. ScienceDaily,”Penelitian Baterai,” Berita Baterai — Science Each day, sciencedaily.com/information/matter_energy/batteries/
4. Stanford College, “Baterai aluminium dari Stanford menawarkan alternatif yang aman untuk baterai konvensional,” information.stanford.edu/information/2015/march/aluminum-ion-battery-033115.HTML
5. StoreDot Ltd.,”FlashBattery for Smartphones,” StoreDot What We Do, store-dot.com/#!smartphones/c1u5l
6. Ars Technica,”Baterai baru terdiri dari banyak baterai nano,” | Ars Technica, arstechnica.com/science/2014/11/new-battery-composed-of-lots-of-nanobatteries/
7.Nanyang Technological College, “NTU mengembangkan baterai ultra-fast charging yang bertahan 20 tahun,” Element Berita, media.ntu.edu.sg/NewsReleases/Pages/newsdetail.aspx?information=809fbb2f-95f0-4995-b5c0-10ae4c50c934