Baterai Lithium Sulfur Berkinerja Tinggi Hasil Pemanfaatan Limbah SO2 dan Teknologi Karbon Nanotube Sebagai Solusi Penyimpanan Energi Masa Depan

Oleh: Muhammad Ibrahim Hanif

Seiring dengan meningkatnya penggunaan bahan bakar fosil, konsentrasi sulfur dioksida terus megalami meningkat. Di Asia, jumlah emisi SO2 terus mengalami peningkatan yang cukup signifikan. Pada tahun 1970, emisi SO2 sekitar 11,25 juta ton dan meningkat menjadi 20 juta ton SO2 pada tahun 1986 . Sedangkan di Indonesia, jumlah emisi SO2 terus mengalami peningkatan mencapai 797 ribu metrik ton pada tahun 1995. [1] emisi SO2 akan terus meningkat seiring dengan perkembangan indusrtri dan automotif. Di bawah ini adalah efek gas SO2 terhadap kesehatan.

Tabel 1. EFEK SO2 TERHADAP KESEHATAN

Kebutuhan yang semakin meningkat akan energi berkapasitas tinggi dan daya yang besar sebagai perangkat penyimpanan energi selain teknologi lithium ion (Li-ion) saat ini (<300 Wh kg−1)[2] maka diperlukan inovasi teknologi penyimpanan energi .Baterai lithium sulfur (Li-S) memiliki densitas energi gravimetrik yang luar biasa yaitu 2600 Wh kg−1 merupakan salah satu kandidat teknologi penyimpanan yang sangat menjanjikan[3].Disebabkan juga permintaan mendesak pada perangkat penyimpanan energi berkinerja tinggi membuat baterai lithium sulfur yang memiliki kepadatan energi tinggi hingga 2600 Wh kg−1 sangat menarik untuk dikembangkan. Efek sinergis antara belerang dan karbon nanotube telah ditemukan pada saat mempromosikan kinerja elektrokimia katoda secara simultaneously menciptakan porositas material dan jalur konduktif ketika co-spun bersama. Di dalam sebuah riset telah ditemukan serat komposit optimal dalam pembuatan baterai litium – sulfur terbuat dari larutan prekursor terner yang mengandung 20% karbon nanotube menyajikan kinerja terbaik, memberikan kapasitas debit awal tinggi 1610 mAh g−1 pada 0.2C dan stabilitas siklus yang luar biasa yaitu 1106 mAh g−1 pada 1C lebih dari 500 siklus seperti pada grafik di bawah ini. [4].

Sehingga dengan pemanfataan limbah sulfur mampu mengurangi pencemaran SO2 dan mampu menjawab kebutuhan energi di masyarakat.

Grafik 1. Hubungan antara spesifik capasity, cycle number, dan columbic efisiensi

Refererensi

[1] W. E. Cahyono, “Kajian tingkat pencemaran sulfur dioksida dari industri di beberapa daerah di indonesia,” Ber. Dirgant. LAPAN, vol. 12, no. 4, pp. 132–137, 2011.
[2] Z. W. Seh, Y. Sun, Q. Zhang, and Y. Cui, “Designing high-energy lithium–sulfur batteries,” Chem. Soc. Rev., vol. 45, no. 20, pp. 5605–5634, 2016.
[3] W. Kang et al., “A review of recent developments in rechargeable lithium–sulfur batteries,” Nanoscale, vol. 8, no. 37, pp. 16541–16588, 2016.
[4] A. Abdul, Y. Yao, R. Shah, P. Qi, and L. Miao, “High-performance lithium sulfur batteries enabled by a synergy between sulfur and carbon nanotubes,” Energy Storage Mater., vol. 16, no. March 2018, pp. 194–202, 2019.