Baterai natrium sulfur lebih murah dan ramah lingkungan material dari laut

Baterai natrium-sulfur yang dibuat para insinyur di The University of Texas di Austin memecahkan salah satu masalah terbesar yang menuidan teknologi alternatif.
Saat ini produk komersial baterai lithium-ion memberi power di segala produk dari ponsel cerdas hingga kendaraan listrik.

Bahan Natrium dan belerang menarik sebagai bahan untuk produksi baterai masa depan.
Alasannya lebih murah dan materi yang lebih berlimpah dibanding kombinasi bahan litium dan kobalt.
Masalah lain dari sisa baterai setelah masa pakai, berdampak dengan lingkungan dan penambangannya terkait dengan hak asasi manusia.

Para peneliti telah bekerja selama dua dekade terakhir untuk membuat baterai berbasis natrium yang stabil dan bertahan di suhu ruang.

Tim menyebutnya teknologi impian karena natrium dan belerang berlimpah, ramah lingkungan, dan biaya produksi terendah yang kita pikirkan, kata Arumugam Manthiram, direktur Institut Bahan Texas UT dan profesor di Departemen Teknik Mesin Walker.
Dengan perluasan elektrifikasi dan peningkatan kebutuhan kapasitas energi terbarukan ke depan, biaya dan keterjangkauan akan menjadi faktor penting yang dominan.

Natrium tidak lain garam dengan nama atom Na atau Sodium berada tepat dibawah elemen litium
Sedangkan sulfur tentu saja belerang dengan nama atom S masuk dibaris ke 3 tabel elemen

Dalam salah satu dari dua generasi baterai natrium baru-baru dari UT Austin, para peneliti mengubah susunan elektrolit, cairan yang memfasilitasi pergerakan ion bolak-balik antara katoda dan anoda agar memicu pengisian dan pengosongan baterai.
Mereka mengunakan struktur seperti pertumbuhan jarum atau disebut dendrit.
Di bagian anoda gerakan tersebut dapat menyebabkan baterai cepat rusak, korsleting bahkan terbakar.

Dalam elektrolit baterai natrium-sulfur, senyawa yang terbentuk dari belerang akan larut dalam elektrolit cair dan bermigrasi di antara dua elektroda di dalam baterai.


Dinamika inilah yang dikenal sebagai bolak-balik, dapat menyebabkan hilangnya material, degradasi komponen, dan pembentukan dendrit.

Para peneliti menciptakan elektrolit yang mencegah belerang larut dan dengan demikian memecahkan masalah bolak-balik dan dendrit. Itu memungkinkan siklus hidup yang lebih lama untuk baterai, menunjukkan kinerja yang stabil lebih dari 300 siklus pengisian-pengosongan.

Ketika memasukkan banyak gula ke dalam air, itu air akan menjadi manis.
Ternyata tidak semuanya pecah, kata Amruth Bhargav, mahasiswa doktoral di lab Manthiram.
Setengah masih berbentuk dan setengah larut dalam air.
Dalam baterai, kami ingin bahan tersebut dalam keadaan setengah larut.

Elektrolit baterai baru dirancang dengan cara yang sama dengan mengencerkan larutan garam pekat dengan pelarut nonparticipating lembam, yang mempertahankan keadaan "setengah larut".


Dan para peneliti menemukan elektrolit semacam itu mencegah reaksi yang tidak diinginkan pada elektroda sehingga memperpanjang umur baterai.

Harga lithium sempat meroket selama setahun terakhir, peneliti mulai mencari alternatif yang lebih baik.

Penambangan material lithium telah dikritik karena dampak terhadap lingkungan, termasuk penggunaan air tanah yang banyak, polusi tanah dan air, dan emisi karbon. Sebagai perbandingan, natrium ada di laut, lebih murah, dan lebih ramah lingkungan.

Baterai lithium-ion biasanya mengunakan material seperti kobalt, harga yang mahal dan sebagian besar ditambang di Republik Demokratik Kongo Afrika

Para peneliti berencana membangun terobosan mereka dengan mengujinya dengan ukuran baterai lebih besar untuk melihat apakah itu dapat diterapkan pada teknologi baterai masa depan, seperti penyimpan energi kendaraan listrik dan penyimpanan sumber daya terbarukan seperti angin dan panel surya dari energi matahari.

Dibawah ini kemasan baterai natrium sulfur yang dikembangkan UT Austin.
Kiri ketika baterai tidak stabil dan kemasan membengkak, kanan dengan bahan baru yang lebih aman dan stabil



Dari tim peneliti baik pengembangan sampai pendidikan tinggi, masih mencari bahan paling ekonomis dan lebih stabil dibanding baterai dengan bahan litium.

Baterai NantEnergy dengan bahan seng atau zinc mamberikan media penyimpan baterai di  beberapa desa di Asia dan Afrika. Termasuk digunakan untuk menara ponsel di Amerika dalam 6 tahun terakhir. Biayanya hanya $100 per kWh untuk baterai solar cell atau panel surya. Harga tersebut sudah cukup rendah untuk mengubah energi listrik dapat disimpan

Eco USBcell adalah baterai lithium dalam bentuk baterai AA, dan AAA. Pemakaian baterai seperti baterai biasa, dengan output 1,5V DC, tapi di dalamnya adalah baterai Lithium. Keunikan baterai ini pada sistem pengisian, bagian tutup terdapat USB port untuk charger.

Baterai NiMH lebih hemat dibanding baterai biasa. Tapi perlu di isi ulang sebelum digunakan. Tidak membiarkan baterai di dalam perangkat elektronik selama 3 bulan lebih. Mengisi 3-4 jam membuat umur baterai lebih lama.