Karena pasar EV terus mendapatkan momentum, beberapa pembeli mobil masih mengkhawatirkan jangkauan dan keamanan baterai lithium-ion. Untuk mengatasi masalah yang valid ini, banyak uang dan waktu dihabiskan untuk mengembangkan teknologi baterai baru.
Dalam beberapa tahun terakhir, perusahaan telah berinvestasi pada baterai lama tetapi lebih baik berdasarkan aluminium dan udara, yang berpotensi memajukan industri EV secara signifikan. Baterai aluminium-air (Al-air) tampaknya menjadi pengubah permainan baterai EV, tetapi apakah itu semua hype?
Apa Itu Baterai Aluminium-Air?
Kendaraan listrik memainkan peran penting dalam mencapai masa depan net-zero. Namun, kecemasan jangkauan dan pertanyaan keselamatan atas baterai lithium-ion merupakan hambatan yang menghambat pertumbuhan pasar EV. Baterai lithium-ion telah memimpin revolusi EV, tetapi masih terbatas pada jangkauan 400 mil, yang dapat menimbulkan masalah dalam perjalanan jauh.
Kerumitan menemukan stasiun pengisian daya di daerah terpencil dan menunggu hingga EV Anda terisi daya dapat menunda calon pembeli. Masalah baterai lithium lainnya yang dirasakan, seperti degradasi baterai, kebocoran, dan pengisian daya yang berlebihan, juga tidak banyak membantu kasusnya. Dengan semua teknologi baterai lain di luar sana, baterai Al-air mendapat begitu banyak perhatian karena tidak perlu diisi ulang.
Konsep baterai ini sudah ada sejak tahun 1960-an. Tapi karena elektrolitnya berbahaya dan beracun, itu tidak dapat digunakan secara komersial. Trevor Jackson, seorang perwira teknik di Royal Navy Inggris, mulai bereksperimen dengan baterai tersebut pada tahun 2001, membuatnya aman untuk digunakan. Baterai al-air terbuat dari pelat paduan aluminium sebagai anoda, katoda udara, elektrolit tidak beracun seperti air, dan katalis perak.
Bagaimana Cara Kerja Baterai Aluminium-Air?
Baterai EV tradisional memiliki dua elektroda, satu katoda dan satu anoda yang terbuat dari bahan berbeda, dengan elektrolit di antaranya. Saat baterai digunakan, ion mengalir dari anoda melalui elektrolit ke katoda. Selama pengisian, ion mengalir sebaliknya kembali ke anoda.
Baterai Al-air berfungsi mirip dengan sel bahan bakar. Ia menggunakan aluminium di anoda dan oksigen di katoda. Hasilnya adalah kepadatan energi yang jauh lebih tinggi. Sekitar delapan hingga sembilan kali lebih besar dari baterai lithium-ion saat ini yang digunakan pada EV, peningkatan daya yang substansial. Kepadatan energi mengukur berapa banyak energi yang dapat disimpan baterai per unit massa. Kepadatan daya mengukur berapa banyak energi sesaat yang dapat dihasilkannya per unit massa.
Anoda melepaskan elektron saat aluminium mengoksidasi, sedangkan katoda mereduksi oksigen untuk melepaskan elektron, sehingga menghasilkan energi listrik. Beban dapat ditenagai oleh arus listrik yang dihasilkan oleh elektron yang bergerak melalui sirkuit eksternal. Hasil akhirnya adalah bubuk putih yang terbentuk di anoda.
Keuntungan dan Kerugian Baterai Aluminium-Air
Aluminium merupakan sumber daya alam ketiga yang paling banyak ditemukan di kerak bumi dan merupakan logam yang paling melimpah di bumi, sehingga kemungkinan besar tidak akan pernah habis. Karena kelembutannya, aluminium mudah dikerjakan, dan stabil, tidak seperti litium. Selain itu, tidak beracun. Berikut keunggulan lain dari baterai Al-air dibandingkan baterai lithium-ion:
- Lebih murah untuk dibuat
- Stabilitas
- Mengurangi jejak karbon dalam hal penambangan dan pemurnian
- Menyimpan lebih banyak energi
- Lebih ringan dari kebanyakan baterai lainnya karena baterai terbuat dari aluminium dan udara
- Sangat dapat didaur ulang
Terlepas dari manfaatnya, ada beberapa kelemahan pada baterai ini. Pertama, ini memiliki kelemahan sebagai baterai utama. Pada dasarnya, itu tidak dapat diisi ulang setelah baterai habis atau kosong. Selanjutnya, udara di dalam baterai menimbulkan korosi pada anoda aluminium. Oleh karena itu, pelat aluminium pada baterai perlu diganti, yang bisa memakan biaya besar. Selain itu, biaya produksi baterai dapat dipengaruhi oleh fluktuasi harga perak yang dikandung baterai.
Masalah Dengan Baterai Litium-Ion
Para ilmuwan telah mengembangkan baterai yang lebih baik karena kekurangan baterai lithium-ion yang mendominasi pasar kendaraan listrik. Litium, nikel, dan kobalt yang digunakan dalam baterai litium-ion adalah logam tanah jarang yang hanya ditemukan di bagian dunia tertentu. Saat ini, EV menyumbang 6% dari kendaraan di jalan, dan penambangan logam ini sedang berlangsung; bayangkan ketika angka EV naik menjadi 50% atau 80%. Kerugian lain dari baterai lithium-ion adalah sebagai berikut:
- Mahal untuk diproduksi, meskipun harga telah turun
- ketidakstabilan litium
- Stres pada jaringan nasional
- Jaringan pengisian daya yang mahal dan canggih
- Efek lingkungan terkait dengan penambangan dan pemurnian, meskipun lebih banyak baterai litium yang didaur ulang
Pertukaran Baterai Versus Pengisian Ulang
Ada faktor yang perlu diingat ketika mempertimbangkan penggantian baterai versus pengisian ulang. Untuk mendapatkan kisaran yang sama per pengisian daya, diperlukan paket baterai 1/8 ukuran baterai lithium-ion. Karena bobot baterai Al-air yang lebih ringan, EV akan dapat melakukan perjalanan lebih jauh, meningkatkan efisiensi secara keseluruhan.
Juga akan lebih mudah dan nyaman untuk mengemas baterai di lokasi di dalam EV yang mudah diakses sehingga dapat dengan mudah ditukar saat dibutuhkan. Beberapa perusahaan memperkirakan waktu pertukaran baterai EV aluminium-udara hanya tiga menit, membuat pemilik EV kembali ke jalan dengan cepat.
Menurut perkiraan, baterai Al-air bertahan sekitar 5.400 mil. Pertanyaannya adalah: mengapa ada orang yang menempuh rute ini alih-alih mengisi ulang? Dengan EV bertenaga Al-air, Anda dapat melangkah lebih jauh tanpa menemukan stasiun pengisian daya. Alasan lainnya adalah mengganti baterai Al-air Anda yang sudah habis dengan yang didaur ulang jauh lebih murah daripada baterai tersebut biaya menukar baterai Tesla. Karena satu-satunya bagian yang dapat diganti adalah pelat aluminium, yang dapat didaur ulang 100%, Anda membayar untuk jarak tempuh yang Anda tempuh.
Apakah Baterai Aluminium-Udara Masa Depan?
Dimungkinkan untuk menggunakan baterai Al-air di kendaraan listrik saat ini. Baterai ini kemungkinan akan semakin populer karena stasiun pertukaran baterai menjadi lebih umum. Sampai saat itu, mereka juga dapat digunakan untuk memperluas jangkauan EV baterai lithium-ion, menyelesaikan masalah keharusan mengisi ulang saat Anda tidak dapat melakukannya.
Akhirnya, pembeli EV akan memiliki opsi untuk menukar baterai atau mengisi ulang kendaraan mereka, yang pada akhirnya menciptakan pasar EV yang lebih serbaguna untuk keuntungan semua orang. Alhasil, transisi ke dunia yang sepenuhnya berbasis kendaraan listrik akan terus melaju kencang.
