FTMM News – Listrik merupakan kebutuhan penting dalam kehidupan sehari-hari. Namun, tidak semua perangkat elektronik menggunakan sambungan kabel langsung, sehingga membutuhkan baterai sebagai penyimpanan energi. Baterai lithium-ion menjadi jenis yang paling umum dalam berbagai perangkat. Namun memiliki kekurangan seperti biaya produksi tinggi dan kapasitas terbatas. Oleh karena itu, teknologi alternatif seperti baterai lithium–sulfur terpilih. Karena memiliki kepadatan energi lebih tinggi serta potensi yang menjanjikan guna memenuhi kebutuhan energi masa depan secara lebih efisien (Yang et al., 2018).
Baterai Lithium-Sulfur
Secara umum, sulfur (belerang) merupakan unsur non-logam dengan nomor atom 16. Biasanya muncul sebagai kristal kuning di daerah vulkanik, mata air panas, dan endapan bawah tanah. Baterai lithium–sulfur (Li–S) menggunakan logam lithium dan sulfur sebagai elektroda dalam sistem isi ulang.Selain itu, kapasitasnya 2–4 kali lebih tinggi bila membandingkannya dengan baterai lithium-ion. Keunggulan ini menjadikan baterai Li–S sebagai teknologi masa depan yang menjanjikan.Terutama di Indonesia, karena memiliki sumber daya sulfur melimpah akibat lokasinya berada di Cincin Api dengan aktivitas vulkanik yang tinggi.
Modifikasi Nanomaterial Karbon untuk Baterai Lithium-Sulfur
Meskipun memiliki kelebihan, baterai Li-S tetap memiliki kelemahan, yaitu proses pengisian daya yang lambat karena sulfur bersifat sebagai isolator listrik. Namun, pemanfaatan nanoteknologi, khususnya penggunaan nanomaterial karbon, dapat mengatasi masalah ini. Dalam pendekatan ini, selanjutnya, peneliti mengubah sulfur menjadi partikel berukuran nano yang jauh lebih kecil daripada sehelai rambut. Lalu mendistribusikannya ke dalam struktur atau kerangka karbon yang mampu menghantarkan listrik dengan baik. Struktur tersebut dapat berupa karbon berpori, graphene, maupun karbon yang termodifikasi dengan nitrogen. Karbon kemudian berperan sebagai jalur konduksi listrik yang efisien, sehingga setiap partikel sulfur nano dapat terhubung dan terakses secara optimal. Dengan demikian, ion lithium dan elektron dapat bergerak menuju seluruh material sulfur cepat dan merata, sehingga mempercepat proses pengisian daya. Pada akhirnya,tidak hanya mengatasi kelemahannya, tetapi juga menawarkan kapasitas penyimpanan lebih besar serta pengisian yang lebih cepat.
Oleh karena itu, baterai lithium-sulfur merupakan inovasi yang menjanjikan untuk masa depan jika dapat mengkombinasikannya dengan penerapan nanomaterial karbon. Selain itu, inovasi ini tetap terjangkau bagi Indonesia karena negara ini memiliki pasokan sulfur yang melimpah. Sehingga menjadikannya baterai berbiaya rendah dengan kualitas yang lebih baik dibandingkan para pesaingnya.
Referensi
Yang, X., Li, X., Adair, K., Zhang, H., & Sun, X. (2018). Structural Design of Lithium–Sulfur Batteries: From Fundamental Research to Practical Application. In Electrochemical Energy Reviews (Vol. 1, Issue 3, pp. 239–293). Springer Science and Business Media B.V. https://doi.org/10.1007/s41918-018-0010-3
Penulis : Kemal Athallah Putra Jen, Rekayasa Nanoteknologi
Editor : Andri Hariyanto
