Baterai yang memanfaatkan ion hidrida ini dapat bekerja pada suhu antara minus 20 hingga 90 derajat Celsius, dengan kapasitas pelepasan daya awalnya mencapai 1.526 miliampere-jam per gram.

Shenyang, China (Xinhua/Indonesia Window) – Tim peneliti China mengembangkan jenis baterai baru yang berpotensi menyelesaikan salah satu tantangan terbesar dalam energi bersih, yakni cara menyimpan hidrogen dengan mudah dan efisien.

Tim tersebut, yang dipimpin oleh ilmuwan dari Institut Fisika Kimia Dalian (Dalian Institute of Chemical Physics/DICP) yang dinaungi Akademi Ilmu Pengetahuan China (Chinese Academy of Sciences/CAS), mengembangkan purwarupa pertama baterai ion hidrida gas-padat. Temuan mereka ini telah dipublikasikan dalam jurnal Joule.

Alih-alih menggunakan lithium atau material umum lainnya, baterai baru tersebut memanfaatkan ion hidrida, yakni ion hidrogen yang memiliki elektron ekstra. Ion-ion ini sangat energetik, tetapi sangat tidak stabil dalam kondisi normal. Selama bertahun-tahun, para ilmuwan kesulitan memanfaatkannya secara langsung dalam baterai.

Tim peneliti telah berupaya mengatasi kendala ini sejak 2018. Pada 2023, mereka berhasil mengembangkan material baru yang membuat ion hidrida dapat bergerak stabil pada suhu rendah. Dua tahun kemudian, mereka untuk pertama kalinya berhasil membuat baterai ion hidrida solid-state (berbasis elektrolit padat). Kali ini, mereka kembali membuat terobosan besar.

Baterai baru itu menggunakan logam magnesium dan gas hidrogen sebagai dua elektrodenya. Saat baterai melepaskan daya, gas hidrogen berubah menjadi ion hidrida, sementara logam berubah menjadi hidrida logam. Ketika baterai diisi daya, proses tersebut berbalik, dan hidrogen dapat dilepaskan kembali. Artinya, baterai ini dapat menyimpan listrik dan hidrogen secara bersamaan.

Menurut studi tersebut, baterai ini dapat bekerja pada suhu antara minus 20 hingga 90 derajat Celsius. Kapasitas pelepasan daya awalnya mencapai 1.526 miliampere-jam per gram. Baterai ini juga mampu mempertahankan lebih dari 70 persen kapasitasnya setelah 60 siklus pengisian-pelepasan daya. Tim peneliti menyusun 10 baterai kecil menjadi satu paket baterai yang lebih besar. Paket tersebut menghasilkan lebih dari 2,4 volt dan berhasil menyalakan sebuah bohlam LED.

"Baterai baru ini mencapai efisiensi energi sebesar 93,9 persen, atau sepertiga lebih tinggi dibandingkan metode penyimpanan hidrogen termal konvensional," kata Chen Ping, seorang peneliti di DICP.

Berbeda dengan penyimpanan konvensional yang membutuhkan kondisi ekstrem, baik tekanan yang sangat tinggi maupun suhu yang sangat rendah, baterai baru ini dapat bekerja pada suhu ruang dan tekanan normal. Baterai ini menyimpan hidrogen dalam bentuk hidrida logam padat selama proses pengisian maupun pelepasan daya, sehingga tidak memerlukan tangki bertekanan tinggi yang mahal atau pendinginan kriogenik, tambah Chen.

Tim peneliti mengatakan akan terus berupaya meningkatkan kinerja baterai tersebut serta mengembangkan material unggulan.

Laporan: Redaksi