Jakarta, MajalahCSR.id – Batere lithium-ion berkapasitas besar memang sangat membantu untuk skala pembangkit energi dan kebutuhan yang masif, seperti yang diproduksi perusahaan batere Tesla. Namun, batere jenis ini sangat rawan terbakar selain harganya yang mahal.
Melansir dari Intelligentliving, selain lithium, ada batere yang boleh jadi opsi yang lebih aman, karena berbahan zinc, dan dikenal dengan istilah batere zinc-ion. Perkembangan teknologi lanjut makin menunjukkan jika zinc-ion batere adalah salah satu pilihan sumber energi yang tepat bagi masa depan. Alasannya, bahan baku pembuatnya adalah cangkang kepiting (chitosan) yang jauh lebih aman, alami, dan berkelanjutan dibandingkan batere konvensional.
Kebutuhan energi yang kian meningkat
Kebutuhan energi terbarukan tren-nya makin meningkat. Salah satu pencetusnya adalah kendaraan yang kini mulai perlahan beralih ke tenaga batere. Ya, kendaraan listrik mulai tumbuh pesat, sehingga memerlukan lebih banyak lagi kapasitas penyimpan energi. Hingga saat ini, kebutuhan batere masih dipasok oleh jenis lithium-ion. Sayangnya, batere ini justru menimbulkan masalah baru karena penambangan lithium yang mahal, dan berdampak pada lingkungan. Batere jenis ini juga biasanya sulit dan mahal untuk bisa didaur ulang.
Menurut pakar studi dan direktur pusat inovasi material Universitas Maryland, Liangbing Hu, banyaknya jumlah batere yang diproduksi dan dipakai meningkatkan potensi masalah lingkungan. “Sebagai contoh, penyekat polypropylene dan polycarbonate dalam batere, yang digunakan oleh jenis lithium-ion, butuh ratusan hingga ribuan tahun untuk meluruh dan menjadikannya beban lingkungan.”
Alternatif yang aman dan ramah lingkungan
Kolaborasi riset antara Universitas Maryland dan Universitas Houston, AS, menemukan cara membuat batere yang lebih berkelanjutan dari zinc-ion. Kandungan elektrolitnya berasal dari cangkang kepiting. Selain mudah terurai, elektrolit chitosan (zat dari kulit kepiting) juga tak mudah terbakar, yang menjadi factor keamanan yang penting bagi batere.
Batere bermaterial zinc ini adalah salah satu hasil riset yang berpotensi untuk menggantikan batere konvensional. Batere alternatif disebut lebin aman, lebih ekonomis, dan ramah lingkungan. “Zinc adalah material yang sangat berlimpah di bumi dibandingkan lithium. Jadi kalau boleh disimpulkan batere ini lebih murah dan aman,” imbuh Hu.
Keuntungan lain dari batere zinc-ion adalah densitas energi yang tinggi. Artinya, membuatnya mampu menyimpan energy yang lebih besar dalam wadah kecil. Hal ini menjadikannya cocok untuk perangkat elektronik portabel dan kendaraan listrik, di mana ruang penyimpanan atau kapasitas penyimpanan menjadi sangat mahal.
Hal lainnya, elektrolit yang digunakan adalah air, jauh lebih aman dibanding tipe batere lain yang memakai pelarut korosif atau yang mudah terbakar. Selain itu, batere ini pun dapat diisi ulang, sehingga dapat mengurang limbah batere yang selama ini jadi masalah lingkungan. Intinya, batere zinc-ion ini adalah kombinasi dari kemampuan energy densitas yang tinggi, keamanan, isi ulang energi, yang jauh lebih unggul dari batere tradisional seperti lithium-ion.
Meskipun banyak keunggulan, namun tetap saja ada kelemahannya. Batere jenis ini punya masa pakai yang terbilang singkat. Hambatan yang siginifikan bagi industri pengembang. Oleh karena itu, para ahli berupaya mengembangkannya menjadi batere isi ulang. Hal ini yang terus diupayakan oleh Hu dan timnya melalui pendekatan lain sehingga hambatan ini bisa tersolusikan.
Chitosan dari cangkang kepiting dan udang
Salah satu hasilnya adalah penggunaan gel elektrolit dari sumber alami yang disebut chitosan. “Chitosan merupakan produk turunan dari chitin. Chitin sendiri punya sumber yang sangat banyak, termasuk dinding sel jamur, cangkang keras golongan krustasea, dan tulang lunak cumi-cumi. Ketersediaan chitosan paling melimpah berasal dari cangkang krustasea, termasuk kepiting, udang, dan lobster. Ketiganya mudah didapatkan dari sampah olahan makanan laut, dan bisa ditemukan di meja makan anda.”
Sekedar informasi, industri makanan menghasilkan enam sampai delapan juta metric ton limbah cangkang udang, kepiting, dan lobster per tahun. Biasanya limbah ini kembali dibuang ke lautan atau teronggok di tempat sampah. Sementara sisanya dijadikan material pembungkus makanan, pot tanaman, nano partikel pembunuh nyamuk, pelapis antibakteri, dan lain-lain.
Hasil riset Hu dan tim menunjukkan kinerja batere zinc-ion dengan elektrolit chitosan mampu berfungsi hingga 400 jam penggunaan, dengan efisiensi energy mencapai 99,7% setelah 1.000 kali isi ulang. Hasil ini juga memperlihatkan jika batere ini setara dengan pengisian dari sumber tenaga angin dan surya untuk pembangkit listrik, seperti untuk pemakaian perangkat elektronik portabel dan kendaraan listrik. Penelitian Hu dan rekannya tersebut sudah dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Matter, pada 1 September 2022, atau tahun lalu.
