Terobosan Baterai Silikon Korea: Akhir Era Mobil Bensin?

Uptodai.com - Wacana mengenai kapan berakhirnya dominasi mobil berbahan bakar minyak (BBM) kini semakin santer terdengar. Sinyal kuat datang dari Asia, tepatnya Korea Selatan, setelah para ilmuwan mengumumkan sebuah penemuan yang dapat mengubah peta industri otomotif global. Sebuah terobosan baterai silikon Korea diklaim mampu mengatasi hambatan terbesar yang selama ini membelenggu adopsi kendaraan listrik (EV).

Jika inovasi ini berhasil diterapkan secara massal, masalah klasik mengenai jarak tempuh dan harga baterai mahal akan segera teratasi. Ini berarti, era di mana konsumen harus khawatir mencari stasiun pengisian daya di perjalanan jauh akan segera usai, mempercepat transisi menuju kendaraan yang lebih ramah lingkungan.

Mengatasi Jarak Tempuh: Masalah Klasik Kendaraan Listrik

Selama ini, faktor utama yang membuat konsumen enggan beralih dari mobil bensin adalah “kecemasan jangkauan” atau range anxiety. Kapasitas baterai lithium-ion standar seringkali dianggap terbatas, memaksa pengemudi sering berhenti dan menunggu pengisian daya yang memakan waktu.

Keterbatasan ini mendorong para peneliti di seluruh dunia untuk mencari material alternatif yang mampu menyimpan energi lebih banyak. Fokus utama para ahli dari Pohang University of Science and Technology (POSTECH) di Korea Selatan tertuju pada material silikon.

Silikon dianggap sebagai kandidat ideal karena ketersediaannya yang melimpah di berbagai belahan dunia, menjanjikan biaya produksi yang jauh lebih efisien dibandingkan lithium. Selain itu, silikon memiliki kemampuan teoretis untuk menampung energi hingga sepuluh kali lipat lebih banyak daripada anoda grafit yang digunakan pada baterai EV saat ini.

Jebakan Partikel Nano yang Mahal

Meskipun menjanjikan, silikon memiliki sifat fisik yang sangat bermasalah: elemen silikon akan membesar hingga tiga kali lipat saat diisi daya, lalu menyusut kembali saat daya digunakan. Siklus kembang-kempis ini cepat merusak struktur baterai, membuatnya tidak stabil dan berumur pendek.

Sebagian besar penelitian sebelumnya mencoba mengatasi masalah ini dengan menggunakan partikel silikon berukuran nano. Tujuannya adalah membiarkan partikel yang sangat kecil tersebut memiliki ruang untuk memuai tanpa merusak keseluruhan sel baterai. Sayangnya, memproduksi partikel nano sangat mahal dan prosesnya kompleks, menjadikannya solusi yang tidak layak secara komersial.

Inovasi Baterai Pohang: Fokus pada Skala Mikro

Para peneliti dari POSTECH mengambil pendekatan yang kontras dan cerdik. Mereka justru menggunakan partikel silikon yang 1.000 kali lebih besar, yakni dalam skala mikro. Penggunaan elemen ukuran mikro ini jauh lebih mudah dan murah untuk diproduksi, sekaligus menawarkan densitas energi yang lebih tinggi.

Tantangan terbesar kemudian adalah bagaimana menstabilkan partikel mikro silikon yang kembang-kempis tersebut. Solusi datang dalam bentuk gel polimer elektrolit. Gel ini dirancang khusus agar bentuknya ikut berubah ketika elemen silikon memuai atau menyusut.

Untuk memastikan ikatan yang kuat dan permanen, gel polimer ini kemudian diikat secara kimiawi melalui proses radiasi tembakan elektron. Hasilnya adalah ikatan yang sangat stabil, bahkan ketika partikel silikon mengalami perubahan volume drastis.

Kestabilan Tinggi dan Densitas Energi 40 Persen Lebih Besar

Kestabilan baterai silikon yang diciptakan oleh tim peneliti Korea ini diklaim setara dengan baterai lithium-ion standar yang ada di pasaran saat ini. Namun, keunggulannya terletak pada densitas energi yang mencapai 40 persen lebih besar.

“Kami menggunakan anoda mikro-silikon, hasilnya tetap baterai yang stabil. Riset ini membawa kita lebih dekat ke sistem baterai lithium-ion densitas-energi-tinggi,” ujar Park Soojin, salah satu peneliti utama dari Pohang University.

Peningkatan densitas energi sebesar 40 persen ini secara langsung berarti peningkatan jarak tempuh yang signifikan, atau memungkinkan produsen mobil menggunakan paket baterai yang jauh lebih kecil dan ringan untuk jarak tempuh yang sama.

Dampak Global pada Industri Otomotif

Para peneliti menegaskan bahwa desain baterai rancangan mereka ini dapat diaplikasikan dengan mudah ke dalam proses manufaktur baterai yang sudah ada. Artinya, adopsi teknologi ini tidak memerlukan perombakan besar-besaran di pabrik-pabrik produksi baterai global.

Jika terobosan baterai silikon Korea ini dapat dikomersialkan, hal ini akan menjadi katalisator utama yang mempercepat kematian mobil bensin. Dengan baterai yang lebih murah, lebih ringan, dan mampu menempuh jarak lebih jauh, kendaraan listrik akan menjadi pilihan yang tak terhindarkan bagi mayoritas konsumen di seluruh dunia.