Home / Alumni / Peneliti Indonesia Ciptakan Material Baterai Berkapasitas Tinggi
Peneliti Indonesia Ciptakan Material Baterai Berkapasitas Tinggi
Martin Halim (kiri) dan Hudaya

Peneliti Indonesia Ciptakan Material Baterai Berkapasitas Tinggi

Di masa kini, teknologi berkembang dengan sangat pesat. Perkembangan teknologi memunculkan berbagai macam perangkat elektronik, seperti smartphone, laptop, dan lain-lain. Tentu saja, perangkat elektronik tersebut membutuhkan piranti penyimpan daya, misalnya baterai, yang berkapasitas tinggi dan juga efisien. Sayangnya, baterai yang ada saat ini belum dapat menjawab kebutuhan tersebut.

Martin Halim, alumni Jurusan Teknik Kimia UNPAR, baru-baru ini telah menemukan solusi terhadap kebutuhan tersebut. Martin, mahasiswa program Doktor asal Bekasi, telah berhasil menemukan material baru sebagai bahan anoda baterai Lithium Ion beserta koleganya. Material berkelas keramik ini berkapasitas hampir tiga kali lipat lebih tinggi dibandingkan dengan grafit, material yang saat ini menjadi bahan baku utama baterai Li-Ion di pasaran. Hasil penelitian mereka telah diproteksi lewat paten, juga telah dimuat dalam jurnal terkemuka, Journal of Materials Chemistry A dengan judul “Phenyl-Rich Silicone Oil As A Precursor For SiOC Anode Materials For Long-Cycle And High-Rate Lithium Ion Batteries”.

Dibawah bimbingan Prof. Joong Kee Lee, Martin dan koleganya berhasil menemukan prekursor baru untuk membuat anoda SiOC dari bahan minyak silikon menggunakan metode pirolisis sederhana. Pirolisis adalah proses dimana minyak silikon dipanaskan dalam tabung gelas dengan suhu antara 700 hingga 1.000 OC, dan dialiri gas argon. Proses ini menyebabkan cairan minyak berubah menjadi padatan berwarna hitam pekat. Padatan ini kemudian dihancurkan dan dicampurkan dengan binder dan conducting agent, lalu dicetak pada lembaran tembaga sebagai material anoda.

Minyak silikon merupakan bahan yang banyak digunakan untuk pelumas mesin karena sifatnya yang stabil dan titik didihnya yang tinggi. Tidak semua minyak silikon dapat diubah menjadi material anoda, tergantung pada ada tidaknya gugus penil pada senyawa kimianya. Ada tiga sampel yang diuji, yaitu minyak silikon dari Indonesia, Korea dan Jerman. Hanya minyak silikon dari Jerman yang mengandung gugus penil yang dapat di-pirolisis dan menghasilkan padatan hitam.

Ketika material SiOC ini diuji sifat elektrokimianya dalam bentuk koin setengah sel (half-cell),  anoda SiOC dapat memberikan kapasitas 1050 mAh/g pada kerapatan arus listrik 50 mA/g. Uniknya, sel baterai dengan material ini tetap stabil ketika diberikan kerapatan arus yang lebih tinggi. Hasil uji tersebut telah dibandingkan dengan material SiOC lainnya dari prekursor berbeda. Ternyata, kualitas material yang ditemukan oleh Martin dan koleganya jauh lebih baik, bahkan pada kerapatan arus listrik yang tinggi.

Ada dua alasan mengapa performa elektrokimia bahan ini sangat baik. Alasan utama adalah adanya karbon bebas, yang diduga berasal dari gugus penil, yang terbentuk dari proses pirolisis. Akibatnya, penetrasi lithium ketika keluar-masuk material bisa lebih cepat. Alasan lain adalah karena mekanisme rekasi lithium dalam material SiOC tidak terjadi secara alloy-dealloy, seperti material anoda berbasis silikon lainnya. Dalam proses alloy-dealloy, terjadi reaksi tak-balik (irreversible reaction) antara silikon dengan lithium sehingga mengonsumsi lithium dan menghasilkan solid-electrolyte interphase (SEI), ditambah lagi adanya retakan material akibat terjadinya perubahan volume. Hal ini tidak terjadi pada material SiOC karena dalam struktur material SiOC, tidak terdapat ikatan antarsilikon.

Kini, Martin dan koleganya sedang melanjutkan penelitian material ini untuk aplikasi penyimpanan energi (energy storage) lainnya, seperti kapasitor lithium ion. Karena prosesnya yang mudah dan murah, sangat mungkin bila material SiOC dengan prekursor minyak silikon ini difabrikasi secara masal oleh industri, sehingga dalam waktu dekat, baterai berkapasitas tinggi segera bisa terwujud.

 

Sumber: http://nusantaranews.co