Lapisan Natrium dalam Elektroda Baterai Ternyata dapat Meningkatkan Siklus Baterai

Sekarang ini sudah mulai dikembangkan baterai berbasis ion natrium untuk menggantikan baterai berbasis ion lithium. Kelebihannya adalah bahwa ion natrium memiliki sumber yang jauh lebih melimpah dan nantinya dapat terus dikembangkan sehingga lebih murah dibandingkan lithium.

Pembuatan

Potongan kecil natrium dilarutkan dalam pencahar. Dalam suatu wadah campuran ini kemudian dipanaskan dengan metode ultrasonik. Dengan proses ini awalnya natrium akan mencair menjadi cairan natrium. Dengan berlanjutnya proses, campuran ini akan menjadi homogen dan menghasilkan warna ungu. Setelah dingin, campuran ini nantinya akan berubah warna menjadi abu-abu. Untuk memperoleh bubuk natrium, digunakan hexana dan juga dilakukan sentrifugasi sebanyak 3 kali.

Baterai ini menggunakan elektroda karbon yang dikenal dengan GC1100 dan juga elektroda NaCrO_2. Bubuk natrium yang sudah tercampur dengan hexana tadi diteteskan ke elektroda karbon setetes demi setetes hingga jumlah bubuk natrium yang digunakan telah mencapai jumlah yang diinginkan. Untuk menghilangkan hexana karbon ini dikeringkan dalam ruangan vakum dan kemudian diberi tekanan tinggi sehingga kontak natrium dan karbon terjadi secara sempurna.

Hasil

Dari proses tersebut kita dapat membuat bubuk natrium dengan ukuran 2 hingga 16 μm. Proses tersebut sebenarnya masih belum dapat menghasilkan natrium murni. Namun dengan penggunaan larutan yang lebih tepat bukan tidak mungkin dapat dibuat bubuk natrium dengan lebih murni lagi.

Pelapisan natrium ke elektroda inipun juga memberikan dampak yang signifikan. Kapasitas baterai dapat ditingkatkan hingga 10% untuk setiap siklus pengecasan baterai. Seperti yang ditunjukkan pada grafik dibawah, pada setiap siklus kapasitas dari baterai yang menggunakan elektroda yang dilapisi natrium kapasitasnya selalu lebih tinggi dari baterai yang elektrodanya tidak dilapisi

Pada saat penggunaan baterai (baterai tidak di charge), kualitas yang dimiliki oleh elektroda terlapisi ini juga menunjukkan hasil yang lebih baik. Energi efisiensi yang dimilikinya lebih tinggi 5% dibandingkan baterai biasa.

Dalam grafik berikut ini juga ditunjukkan bahwa perbedaan voltase baterai saat di charge dan tidak di charge pun juga menunjukkan hasil yang baik. Perbedaan nilai tegangan yang dimiliki oleh baterai percobaan memiliki nilai yang lebih kecil. Hal ini juga cukup penting bagi peralatan yang dihubungkan dengan baterai. Dengan perbedaan yang kecil ini, tentu peralatan yang dihubungkan dapat berjalan lebih baik sehingga nantinya dapat lebih awet.^[1]

Apa dampaknya?

Penemuan ini tentu memberikan angin segar bagi perkembangan teknologi baterai. Selain dengan efisiensi yang lebih tinggi, siklus baterai yang lebih baik, dan nilai tegangan yang lebih stabil, baterai ini juga menggunakan bahan yang mudah ditemukan di alam.

Spesifikasi baterai ini tentunya juga dapat dikembangkan lebih lanjut lagi. Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya bahwa metode pembuatan bubuk natrium pada penelitian ini masih belum dapat menghasilkan natrium yang murni. Dengan penelitian lebih lanjut, tentu akan sangat mungkin ditemukan metode yang lebih baik untuk menghasilkan pelapis natrium yang lebih baik juga. Dengan kualitas bubuk natrium yang lebih baik tentu akan berpengaruh pada peningkatan performa baterai menjadi lebih baik lagi.

Masih banyak yang dapat kita lakukan untuk mengembangkan teknologi ini.

 

Referensi

^{[1] Jialiang Tang, Daniel Kyungbin Kye, Vilas G. Pol, Ultrasound-assisted synthesis of sodium powder as electrode additive to improve cycling performance of sodium-ion batteries, Journal of Power Sources,Volume 396, 2018, Pages 476-482, ISSN 0378-7753, https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.06.067. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775318306712)}