Kupu-kupu di panel surya. Kredit foto: Takver (cc 2.0)
Baterai yang dibuat dengan urea, yang biasa ditemukan pada pupuk dan air seni mamalia, dapat memberikan cara biaya rendah untuk menyimpan energi yang dihasilkan melalui tenaga surya atau bentuk energi terbarukan lainnya untuk konsumsi selama jam kerja.
Baterai tidak bisa dibakar dan mengandung elektroda yang terbuat dari alumunium dan grafit yang melimpah. Bahan utama elektrolitnya, urea, sudah diproduksi secara industri oleh ton untuk pupuk tanaman.
“Jadi pada dasarnya, apa yang Anda miliki adalah baterai yang dibuat dengan beberapa bahan paling murah dan paling berlimpah yang dapat Anda temukan di Bumi. Dan itu benar-benar memiliki kinerja yang baik, ”kata Hongjie Dai, profesor kimia di Stanford University. "Siapa yang mengira Anda bisa mengambil grafit, aluminium, urea, dan benar-benar membuat baterai yang dapat berputar untuk waktu yang cukup lama?"
Di 2015, lab Dai adalah yang pertama membuat baterai aluminium isi ulang. Sistem ini dibebankan dalam waktu kurang dari satu menit dan berlangsung ribuan siklus charge-discharge. Lab bekerja sama dengan Taiwan Industrial Technology Research Institute (ITRI) untuk menyalakan sepeda motor dengan versi lama ini, yang memiliki satu kelemahan utama: ini melibatkan elektrolit yang mahal.
Versi terbaru mencakup elektrolit berbasis urea dan kira-kira 100 kali lebih murah daripada model 2015, dengan efisiensi yang lebih tinggi dan waktu pengisian 45 menit. Ini adalah pertama kalinya urea digunakan dalam baterai.
Perbedaan biaya antara kedua baterai tersebut, kata Dai, adalah "seperti siang dan malam". Temuan muncul di Prosiding National Academy of Sciences.
Tidak seperti energi yang berasal dari bahan bakar fosil, energi matahari pada hakikatnya dapat dimanfaatkan hanya saat matahari bersinar. Sebuah panel surya memompa energi ke jaringan listrik pada siang hari. Jika energi itu tidak dikonsumsi dengan benar, itu hilang sebagai panas.
Seiring permintaan akan teknologi terbarukan yang tumbuh, demikian juga kebutuhan akan baterai murah dan efisien untuk menyimpan energi agar dilepas di malam hari. Baterai hari ini, seperti baterai lithium-ion atau timbal asam, harganya mahal dan memiliki daya tahan yang terbatas.
Baterai baru bisa memberikan solusi untuk masalah penyimpanan grid, kata kandidat doktor Michael Angell. "Itu murah. Ini efisien. Penyimpanan kotak adalah tujuan utama. "
Penyimpanan kotak juga merupakan tujuan yang paling realistis, karena biaya rendah, efisiensinya yang tinggi, dan umur siklus yang rendah, kata Angell. Salah satu jenis efisiensi, yang disebut efisiensi Coulombic, adalah pengukuran berapa banyak muatan yang keluar dari baterai per unit muatan yang dibutuhkan saat pengisian. Efisiensi Coulombic untuk baterai ini adalah 99.7 persen tinggi.
Meski juga efisien, baterai lithium-ion yang biasa ditemukan pada elektronika kecil dan perangkat lainnya bisa mudah terbakar. Sebaliknya, baterai urea mudah terbakar dan karena itu kurang berisiko.
"Saya akan merasa aman jika baterai cadangan saya di rumah saya terbuat dari urea dengan sedikit kesempatan menyebabkan kebakaran," kata Dai.
Untuk memenuhi permintaan penyimpanan grid, baterai komersial harus bertahan setidaknya sepuluh tahun. Dengan menyelidiki proses kimia di dalam baterai, Angell berharap dapat memperpanjang masa pakai baterai.
Prospeknya menjanjikan. Di laboratorium, baterai ion aluminium berbasis urea ini dapat melewati siklus pengisian 1,500 dengan waktu pengisian 45.
"Dengan baterai ini, mimpinya adalah agar energi surya bisa disimpan di setiap bangunan dan setiap rumah," kata Dai. "Mungkin itu akan mengubah kehidupan sehari-hari. Kami tidak tahu. "
Paten baterai telah dilisensikan ke AB Systems, yang didirikan oleh Dai. Versi komersial saat ini sedang dalam pengembangan.
Pasal Sumber
Jackie Flynn untuk Stanford University
Departemen Energi AS, Rencana Talenta 3.0 Jaringan Global, Kementerian Pendidikan Taiwan, dan Proyek Scholar Taishan mendanai pekerjaan tersebut.
Buku terkait
at Pasar InnerSelf dan Amazon
