Para peneliti berhasil menciptakan terobosan baru dalam teknologi penyimpanan energi dengan mengembangkan baterai natrium-ion (Na-ion) solid-state generasi terbaru. Inovasi ini diklaim lebih aman, ekonomis, dan berpotensi menggantikan dominasi baterai lithium-ion (Li-ion) dalam perangkat elektronik hingga kendaraan listrik.
**Publikasi Riset Bergengsi**
Penelitian ini dipublikasikan dalam dua jurnal ilmiah terkemuka, yakni Advanced Materials pada 19 Mei dan Advanced Functional Materials pada 15 Agustus. Kedua publikasi tersebut menandai kemajuan signifikan dalam pengembangan teknologi baterai alternatif.
**Masalah Serius Baterai Lithium-Ion**
Baterai Li-ion yang saat ini mendominasi ponsel, laptop, dan mobil listrik menyimpan risiko keamanan yang mengkhawatirkan. Masalah utamanya adalah fenomena thermal runaway, yaitu reaksi berantai yang menyebabkan baterai memanas secara ekstrem akibat korsleting atau kerusakan fisik.
**Elektrolit Cair Organik yang Berbahaya**
Permasalahan diperparah oleh penggunaan elektrolit cair organik dalam baterai Li-ion yang bersifat sangat mudah terbakar. Kondisi ini menjadi penyebab utama insiden baterai terbakar atau meledak yang kerap terjadi di berbagai perangkat elektronik.
**Keunggulan Material Natrium-Ion**
Berbeda dengan lithium-ion, baterai Na-ion menawarkan stabilitas material yang superior dan kecenderungan yang lebih rendah mengalami thermal runaway. Namun, teknologi ini sebelumnya kalah bersaing dalam hal kepadatan energi dan ketahanan siklus—dua parameter krusial untuk teknologi penyimpanan energi skala industri.
**Terobosan Elektrolit Padat**
Dalam penelitian terkini, para ilmuwan berhasil mengembangkan material padat berbasis sulfur dan klorin yang berfungsi sebagai elektrolit dengan stabilitas jauh lebih tinggi ketimbang elektrolit cair. Baterai prototipe ini mampu mencapai efisiensi Coulombic 99,26 persen setelah 600 siklus pengisian pada 0,1C.
**Performa Setara Baterai Komersial**
Efisiensi tersebut mendekati performa baterai Li-ion komersial yang dikenal memiliki efisiensi di atas 99 persen. Profesor Yang Zhao dari Western University menjelaskan, “Kami mengganti elektrolit cair dalam baterai dengan elektrolit solid-state—ini tidak mudah terbakar.”
**Teknologi Analisis Canggih**
Untuk memastikan mekanisme baterai bekerja optimal, tim peneliti menggunakan fasilitas sinar-X Canadian Light Source. Teknologi ini memungkinkan mereka “melihat” jalur pergerakan ion dan struktur kimia material secara detail.
**Keunggulan Teknologi Sinar-X**
Zhao menegaskan, “Peralatan sinar-X ini memungkinkan kami melihat lingkungan kimia lokal, jalur ion, dan struktur ikatan—hal yang tidak bisa dilakukan instrumen laboratorium biasa.”
**Potensi Aplikasi Industri**
Jika berhasil diproduksi secara massal, baterai Na-ion solid-state sangat menjanjikan untuk berbagai aplikasi: mobil listrik yang lebih aman dan ekonomis, sistem penyimpanan energi (BESS) yang lebih stabil untuk jaringan listrik nasional, reduksi risiko kebakaran seperti beberapa insiden BESS di California, serta ketergantungan yang lebih rendah terhadap lithium yang harganya volatil dan sumbernya terbatas.
**Kemelimpahan Sodium**
Sodium atau natrium jauh lebih melimpah dibandingkan lithium, sehingga rantai pasokan baterai dapat menjadi lebih murah dan ramah lingkungan. Penelitian tahun 2023 juga menunjukkan bahwa baterai Na-ion lebih mudah didaur ulang karena tidak mengandung logam berat berbahaya.
**Respons Industri Global**
Beberapa produsen besar mulai mengambil langkah konkret. CATL, produsen baterai terbesar dunia, mengumumkan telah memulai produksi massal baterai Na-ion melalui platform baru bernama “Naxtra”. Baterai ini diperkirakan mulai digunakan di mobil sejak 2026.
**Kompetisi di Pasar China**
BYD, raksasa otomotif China, juga tengah mengembangkan baterai Na-ion untuk penyimpanan energi skala grid. Hal ini menunjukkan tren bahwa industri siap menerima teknologi baru ini—terutama untuk kebutuhan yang menuntut keamanan tinggi namun tidak memerlukan kepadatan energi ultra-tinggi seperti pada mobil premium.
**Tantangan Produksi Massal**
Meski menjanjikan, tantangan besar masih menanti, seperti cara memproduksi baterai solid-state Na-ion secara massal, menjaga kepadatan energi tetap kompetitif, serta memastikan umur pakai yang panjang.
**Masa Depan Revolusi Energi**
Jika ketiga tantangan tersebut dapat diatasi, para ilmuwan percaya teknologi ini bisa menjadi pilar baru dalam revolusi energi global. Transisi dari baterai berbasis lithium ke natrium dapat mengubah lanskap industri penyimpanan energi secara fundamental.
**Dampak terhadap Keberlanjutan**
Pengembangan baterai natrium-ion solid-state juga sejalan dengan upaya global untuk menciptakan teknologi yang lebih berkelanjutan. Dengan material yang lebih melimpah dan proses daur ulang yang lebih mudah, teknologi ini dapat mengurangi dampak lingkungan dari produksi baterai.
**Prospek Komersialisasi**
Kemajuan dalam penelitian ini membuka peluang komersialisasi dalam waktu dekat. Dengan dukungan industri yang kuat dan hasil riset yang menjanjikan, baterai natrium-ion solid-state dapat segera menjadi alternatif viable untuk berbagai aplikasi energi.
Sumber: Kompas.com
Buku Terkait:
Pergulatan Transisi Energi Berkeadilan: Satu Isu Beragam Dilema
Perencanaan Pembangunan, Keuangan, dan Transisi Energi Daerah